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Titel: Inhibition der bakteriellen RNA-basierten Ribonuklease P und Untersuchungen zum Reaktionsmechanismus der Protein-basierten Ribonuklease P aus Arabidopsis thaliana
Autor: Walczyk, Dennis
Weitere Beteiligte: Hartmann, Roland K. (Prof. Dr.)
Erscheinungsjahr: 2016
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2016/0677
DOI: https://doi.org/10.17192/z2016.0677
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2016-06774
DDC: 540 Chemie
Titel(trans.): Inhibition of the bacterial RNA-based Ribonuclease P and investigation of the reaction mechanism of the protein-based Ribonuclease P from Arabidopsis thaliana

Dokument

Schlagwörter:
Ribonucleasen, Endoribonuklease P, Schmalwand <Arabidopsis>, Heubacillus, Ribonuclease ,Endoribonuclease P ,Arabidopsis ,Heubacillus

Zusammenfassung:
Die Ribonuklease P (RNase P) ist ein aus verschiedenen Blickwinkeln sehr interessantes Biomolekül, das für die 5‘-Maturierung von Vorläufer-tRNAs (Prä-tRNAs) verantwortlich ist. Das bakterielle Enzym ist ein Ribozym, das aus einer RNA- und einer kleinen Protein-Untereinheit besteht, wobei die RNA-Untereinheit der katalytisch aktive Teil ist. Damit unterscheidet sich das bakterielle Enzym architektonisch signifikant von RNase P-Enzymen aus den anderen Domänen des Lebens (Archaea und Eukarya), die einen deutlich erhöhten Proteinanteil besitzen. In höheren Eukaryonten wurden zudem RNase P-Enzyme gefunden, die aus einem singulären Protein bestehen und über keine RNA-Untereinheit mehr verfügen. Im menschlichen Organismus existieren zwei verschiedene RNase P-Enzyme. Die nukleäre RNase P besitzt einen RNA-Anteil und darüber hinaus zehn zusätzliche Proteinuntereinheiten. Die mitochondriale RNase P besteht aus einem ternären Proteinkomplex ohne RNA-Komponente. Diese Strukturunterschiede sowie die essenzielle Funktion der RNase P machen das bakterielle Enzym zu einer interessanten Zielstruktur für die Entwicklung neuer Antibiotika. Da es bisher keine Antibiotika gibt, die primär an die RNase P binden und damit die Bereitstellung maturer tRNAs für die Proteinbiosynthese hemmen, wäre ein solches Antibiotikum vermutlich eine wirksame neue Waffe gegen multiresistente Problemkeime.

Summary:
Bacterial Ribonuclease P (RNase P), which is responsible for the 5’-maturation of precursor tRNAs (pre-tRNA), appears as a very interesting biomolecule. It is a ribozyme that consists of a catalytic RNA and a small auxiliary protein subunit. Moreover, bacterial RNase P differs substantially from RNase P enzymes of the two other domains of life, Archaea and Eukarya, which have recruited multiple protein components during evolution with a concomitant loss of robust RNA-alone activity. In addition, RNase P enzymes that are singular proteins lacking any RNA component have been identified in four of the five eukaryal supergroups. In human, two different RNase P enzymes coexist. The nuclear RNase P contains an RNA component and ten protein subunits, while the mitochondrial RNase P consists of a ternary protein complex devoid of any RNA component. These architectural differences combined with the fact that bacterial RNase P is indispensable for cell survival make the bacterial enzyme a promising target for the development of novel antibiotics. Since no antibiotics are yet known that bind to RNase P as the primary target, inhibitors of bacterial RNase P would open up novel perspectives to combat multiresistant bacterial pathogens.


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