పైరోలైసిన్

From LTRC
పేర్లు
IUPAC పేరు పైరోలైసిన్
క్రమబద్ధమైన IUPAC పేరు N 6-{[(2 R ,3 R )-3-methyl-3,4-dihydro-2 H -pyrrol-2-yl]carbonyl}- L -lysine
ఇతర పేర్లు (2 S )-2-amino-6-{[(2 R ,3 R )-3-methyl-3,4-dihydro-2 H -pyrrole-2-carbonyl]-amino}-hexanoic acid N 6-(4-methyl-1,2-didehydropyrrolidine-5-carboxyl)- L -lysine monomethylamine methyltransferase cofactor lysine adduct
గుర్తింపు సంఖ్యలు
CAS సంఖ్య 448235-52-7 Y
ChEBI CHEBI:21860 N
ChemSpider 4574156 Y
KEGG C16138 Y
PubChem CID 5460671
UNII H3214Y96LP Y
CompTox డాష్‌బోర్డ్ ( EPA ) DTXSID70420110
InChI InChI=1S/C12H21N3O3/c1-8-5-7-14-10(8)11(16)15-6-3-2-4-9(13)12(17)18/h7-10H,2-6,13H2,1H3,(H,15,16)(H,17,18)/t8-,9+,10-/m1/s1 Y
Key: ZFOMKMMPBOQKMC-KXUCPTDWSA-N Y
InChI=1/C12H21N3O3/c1-8-5-7-14-10(8)11(16)15-6-3-2-4-9(13)12(17)18/h7-10H,2-6,13H2,1H3,(H,15,16)(H,17,18)/t8-,9+,10-/m1/s1
Key: ZFOMKMMPBOQKMC-KXUCPTDWBO
SMILES C[C@@H]1CC=N[C@H]1C(=O)NCCCC[C@@H](C(=O)O)N
Zwitterion
: O=C(NCCCC[C@@H](C(=O)[O-])[NH3+])[C@@H]1/N=C\C[C@H]1C
ధర్మాలు
రసాయన ఫార్ములా C12H21N3O3
మోలార్ ద్రవ్యరాశి 255.313 g/mol
ప్రత్యేకంగా పేర్కొన్నవి తప్ప, డేటా పదార్థాల యొక్క సాధారణ స్థితికి ఇవ్వబడింది standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa). N verify ( what is YN ?) Infobox references

Pyrolysis తో పొరబడకండి

పైరోలైసిన్ (చిహ్నం Pyl లేదా O[1]), "అంబర్" స్టాప్ కోడాన్ UAG ద్వారా ఎన్‌కోడ్ చేయబడినది, ఇది కొన్ని మెథనోజెనిక్ ఆర్కియా మరియు బ్యాక్టీరియాలలో ఉపయోగించే ఒక ప్రోటీనోజెనిక్ అమైనో ఆమ్లం.[2][3] ఇది లైసిన్ యొక్క εN తో అమైడ్ బంధంలో ఉన్న 4-మిథైల్పైరోలిన్-5-కార్బాక్సిలేట్‌తో కూడి ఉంటుంది. దీని పైరోలిన్ సైడ్-చైన్, తటస్థ pH వద్ద క్షారగుణాన్ని మరియు ధనాత్మక ఆవేశాన్ని కలిగి ఉండటంలో లైసిన్‌ను పోలి ఉంటుంది.[4][5]

జన్యుశాస్త్రం

దాదాపు అన్ని జన్యువులు కేవలం 20 ప్రామాణిక అమైనో ఆమ్ల బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లను ఉపయోగించి అనువదించబడతాయి. జన్యుపరంగా ఎన్‌కోడ్ చేయబడిన రెండు అసాధారణ అమైనో ఆమ్లాలు సెలీనోసిస్టీన్ మరియు పైరోలైసిన్. పైరోలైసిన్ 2002లో మిథేన్-ఉత్పత్తి చేసే ఆర్కియాన్, మెథనోసార్సినా బార్కెరీ (Methanosarcina barkeri) నుండి మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్ ఎంజైమ్ యొక్క యాక్టివ్ సైట్‌లో కనుగొనబడింది.[6][4] ఈ అమైనో ఆమ్లం UAG (సాధారణంగా స్టాప్ కోడాన్) ద్వారా ఎన్‌కోడ్ చేయబడుతుంది, మరియు దీని సంశ్లేషణ మరియు ప్రోటీన్‌లోకి చేరిక pylTSBCD జన్యువుల సమూహం ద్వారా ఎన్‌కోడ్ చేయబడిన జీవ యంత్రాల ద్వారా జరుగుతుంది.[3]

సంశ్లేషణ

పైరోలైసిన్ in vivoలో రెండు L-లైసిన్ అణువులను కలపడం ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది. ఒక లైసిన్ అణువు మొదట (3R)-3-మిథైల్-D-ఆర్నిథైన్గా మార్చబడుతుంది, ఇది రెండవ లైసిన్‌తో అనుసంధానించబడుతుంది. ఒక NH2 సమూహం తొలగించబడుతుంది, ఆపై L-పైరోలైసిన్‌ను పొందడానికి సైక్లైజేషన్ మరియు డీహైడ్రేషన్ దశలు జరుగుతాయి.[7]

ఉత్ప్రేరక పనితీరు

అదనపు పైరోలిన్ రింగ్ అనేక మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్ల యొక్క యాక్టివ్ సైట్లో చేర్చబడుతుంది, అక్కడ ఇది సాపేక్షంగా స్వేచ్ఛగా తిరుగుతుందని నమ్ముతారు. కోరినాయిడ్ కోఫాక్టర్ ద్వారా దాడి కోసం మిథైలామైన్ యొక్క మిథైల్ సమూహంను ఉంచడానికి మరియు ప్రదర్శించడానికి ఈ రింగ్ పాల్గొంటుందని నమ్ముతారు. ప్రతిపాదిత నమూనా ఏమిటంటే, సమీపంలోని కార్బాక్సిలిక్ ఆమ్లం కలిగిన అవశేషం, గ్లుటామేట్, ప్రోటోనేటెడ్ అవుతుంది, మరియు ప్రోటాన్ అప్పుడు ఇమైన్ రింగ్ నైట్రోజన్‌కు బదిలీ చేయబడుతుంది, ఇది పక్కనే ఉన్న రింగ్ కార్బన్‌ను మిథైలామైన్ ద్వారా న్యూక్లియోఫిలిక్ అడిషన్కు గురి చేస్తుంది. ఈ పరస్పర చర్య ద్వారా సృష్టించబడిన ధనాత్మక ఆవేశం కలిగిన నైట్రోజన్ అప్పుడు డీప్రోటోనేటెడ్ గ్లుటామేట్‌తో సంకర్షణ చెందవచ్చు, దీనివల్ల రింగ్ ఓరియంటేషన్‌లో మార్పు వస్తుంది మరియు మిథైలామైన్ నుండి ఉద్భవించిన మిథైల్ సమూహం బైండింగ్ క్లెఫ్ట్‌కు బహిర్గతమవుతుంది, అక్కడ అది కోరినాయిడ్‌తో సంకర్షణ చెందగలదు. ఈ విధంగా ఒక నికర CH3+ కోఫాక్టర్ యొక్క కోబాల్ట్ పరమాణువుకు +1 నుండి +3 వరకు ఆక్సీకరణ స్థితి మార్పుతో బదిలీ చేయబడుతుంది. మిథైలామైన్-ఉత్పన్న అమ్మోనియా అప్పుడు విడుదలవుతుంది, ఇది అసలు ఇమైన్‌ను పునరుద్ధరిస్తుంది.[4]

జన్యు కోడింగ్

హైడ్రాక్సీలైసిన్, మిథైల్‌లైసిన్, మరియు హైపుసిన్ వంటి లైసిన్ యొక్క పోస్ట్‌ట్రాన్స్‌లేషనల్ మోడిఫికేషన్ల వలె కాకుండా, పైరోలైసిన్ జన్యు కోడ్ నిర్దేశించినట్లుగా ట్రాన్స్‌లేషన్ (ప్రోటీన్ సంశ్లేషణ) సమయంలో చేర్చబడుతుంది, ఇది ప్రామాణిక అమైనో ఆమ్లాల వలె ఉంటుంది. ఇది mRNAలో UAG కోడాన్ ద్వారా ఎన్‌కోడ్ చేయబడింది, ఇది చాలా జీవులలో 'అంబర్' స్టాప్ కోడాన్. దీనికి pylT జన్యువు ఉనికి మాత్రమే అవసరం, ఇది CUA యాంటీకోడాన్‌తో కూడిన అసాధారణ ట్రాన్స్‌ఫర్ RNA (tRNA)ని ఎన్‌కోడ్ చేస్తుంది, మరియు pylS జన్యువు, ఇది అమైనోఅసైల్-tRNA సింథటేస్ను ఎన్‌కోడ్ చేస్తుంది, ఇది pylT-ఉత్పన్న tRNAని పైరోలైసిన్‌తో ఛార్జ్ చేస్తుంది.

మెథనోజెనిక్ ఆర్కియాలో ట్రాన్స్‌లేషన్ను ముగించే బదులు పైరోలైసిన్‌ను చేర్చడాన్ని ఒక నిర్దిష్ట డౌన్‌స్ట్రీమ్ సీక్వెన్స్ "PYLIS", mRNAలో స్టెమ్-లూప్ను ఏర్పరుస్తూ, బలవంతం చేస్తుందని మొదట ప్రతిపాదించబడింది. ఇది సెలీనోసిస్టీన్ చేరిక కోసం SECIS మూలకానికి సమానంగా ఉంటుంది.[8] అయితే, PYLIS మూలకాల మధ్య నిర్మాణ హోమోలోజీ లేకపోవడం మరియు ఆ జాతులలో UAG స్టాప్‌లు లేకపోవడం వల్ల PYLIS నమూనా ఆదరణ కోల్పోయింది.[9]

బయో ఇంజనీరింగ్‌లో ఉపయోగం

పైరోలైసిన్ కోసం tRNA-aaRS జత ("ఆర్థోగోనల్ జత") ఎషెరికియా కోలి (Escherichia coli)తో సహా చాలా జీవులలో ఇతర సింథటేస్‌లు మరియు tRNAల నుండి స్వతంత్రంగా ఉంటుంది, మరియు ఇది ప్రాసెస్ చేయబడిన అమైనో ఆమ్లాల పరిధిలో కొంత సౌలభ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది (aaRS పైరోలైసిన్‌ను పోలి ఉండే కొన్ని వేర్వేరు అణువులను అంగీకరిస్తుంది), ఇది సవరించిన ప్రోటీన్‌లలో ఏకపక్షంగా పేర్కొన్న ప్రదేశాలలో విస్తృత శ్రేణి ఫంక్షనల్ రసాయన సమూహాలను ఉంచడానికి ఒక ఆకర్షణీయమైన సాధనంగా మారుస్తుంది.[10][11] ఉదాహరణకు, ఈ వ్యవస్థ కాల్మోడ్యులన్లో సైట్-నిర్దిష్టంగా చేర్చబడిన రెండు ఫ్లోరోఫోర్లలో ఒకదానిని అందించింది, ఇది FRET స్పెక్ట్రోస్కోపీ ద్వారా ప్రోటీన్‌లోని మార్పులను నిజ-సమయ పరీక్షకు అనుమతిస్తుంది,[12] మరియు ఫోటోకేజ్డ్ లైసిన్ డెరివేటివ్ యొక్క సైట్-నిర్దిష్ట పరిచయం.[13] (చూడండి విస్తరించిన జన్యు కోడ్)

ఒక aaRS ద్వారా tRNA గుర్తింపు దాని యాక్సెప్టర్ స్టెమ్ సీక్వెన్స్ ద్వారా జరుగుతుంది. పైరోలైసిన్ tRNAని మరొక tRNA యొక్క యాక్సెప్టర్ స్టెమ్‌ను కలిగి ఉండేలా సవరించవచ్చు, ఇది వేరొక aaRS దానిపై పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది. 2024లో, అలనైన్ను అంగీకరించడానికి సవరించిన ఒక వెర్షన్ మానవ కణ వరుసలలో అకాల స్టాప్ కోడాన్‌లను (వాటిలో మూడింటిని) సమర్థవంతంగా అణిచివేస్తుందని నివేదించబడింది.[14]

పరిణామం

pylT (tRNA) మరియు pylS (aa-tRNA సింథేస్) జన్యువులు మెథనోసార్సినా బార్కెరీ యొక్క ఒపెరాన్లో భాగంగా ఉన్నాయి, మెథనోసార్సినేసి కుటుంబంలోని ఇతర సీక్వెన్స్ చేయబడిన సభ్యులలో హోమోలాగ్‌లతో ఉన్నాయి: M. ఎసిటోవోరాన్స్, M. మాజీ, మరియు M. థెర్మోఫిలా. పైరోలైసిన్ కలిగిన ప్రోటీన్‌లలో మోనోమిథైలామైన్ మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్ (mtmB), డైమిథైలామైన్ మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్ (mtbB), మరియు ట్రైమిథైలామైన్ మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్ (mttB) ఉన్నాయి. pylS మరియు pylT యొక్క హోమోలాగ్‌లు అంటార్కిటిక్ ఆర్కియాన్, మెథనోసార్సినా బార్కెరీ మరియు ఒక గ్రామ్-పాజిటివ్ బ్యాక్టీరియం, డెసల్ఫిటోబాక్టీరియం హాఫ్నియెన్స్ (Desulfitobacterium hafniense)లో కూడా కనుగొనబడ్డాయి.[8][15] Pyl ఒపెరాన్ యొక్క ఇతర జన్యువులు పైరోలైసిన్ బయోసింథెసిస్‌ను మధ్యవర్తిత్వం చేస్తాయి, ఇది ఒపెరాన్‌ను "సహజ జన్యు కోడ్ విస్తరణ కాసెట్"గా వివరించడానికి దారితీసింది.[16]

పైరోలైసిన్ వ్యవస్థ కోసం అనేక పరిణామ దృశ్యాలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి. ప్రస్తుత (2022) అభిప్రాయం, tRNA మరియు Pyl-tRNA (PylRS) సింథేస్ జన్యువుల కోసం అందుబాటులో ఉన్న సీక్వెన్స్‌లను బట్టి:[17]

  • tRNA(Pyl) మూడు డొమైన్‌ల విచలనం (~LUCA) మరియు ఆర్కియల్ ఫైలా విచలనం మధ్య కొంత సమయంలో tRNA(Phe) నుండి విడిపోయింది, కానీ ఆర్కియల్ కాని వంశాలలో కోల్పోయింది;[17]
  • PylRS అన్ని ఆర్కియాల సాధారణ పూర్వీకుడిలో ఉద్భవించింది. PylRS యొక్క అనేక డొమైన్ సంస్థలు తెలిసినవి: pylS స్వయంగా N-టెర్మినల్ tRNA-బైండింగ్ డొమైన్ మరియు C-టెర్మినల్ సింథేస్ డొమైన్‌ను కలిగి ఉంటుంది, కానీ ఇతర సంస్థలు విడి ప్రోటీన్‌లలో రెండు డొమైన్‌లను లేదా కేవలం C-టెర్మినల్ డొమైన్‌తో కూడిన ప్రోటీన్‌ను కలిగి ఉంటాయి. CTD బహుశా PheRS నుండి ఉద్భవించింది. NTD అనేది తెలిసిన బంధువులు లేని ఒక ఆర్కియల్ ఆవిష్కరణ. పూర్వీకుల PylRS బహుశా "రెండు విడి ప్రోటీన్‌ల" కాన్ఫిగరేషన్‌ను స్వీకరించింది.[17]
  • "జన్యు కోడ్ విస్తరణ కాసెట్" తర్వాత వివిధ బ్యాక్టీరియాలకు బదిలీ చేయబడింది. ఈ కాసెట్ యొక్క PylRS స్ప్లిట్-డొమైన్ కాన్ఫిగరేషన్‌ను కలిగి ఉంది.[17]

మునుపటి పరిణామ దృశ్యాలు తెలిసిన సంశ్లేషణల వర్గీకరణ పరిధి ద్వారా పరిమితం చేయబడ్డాయి:

  • 2007లో, అమైనో ఆమ్లం యొక్క ఉపయోగం మెథనోసార్సినేసికి మాత్రమే పరిమితమైనట్లు కనిపించినప్పుడు, ఈ వ్యవస్థను "చివరి ఆర్కియల్ ఆవిష్కరణ"గా వర్ణించారు, దీని ద్వారా 21వ అమైనో ఆమ్లం జన్యు కోడ్‌కు జోడించబడింది.[18] ఇప్పుడు విస్తృత శ్రేణి ప్రోకారియోట్‌లు ఈ రెండు జన్యువులను కలిగి ఉన్నాయని తెలుసు.[17]
  • 2009లో, నిర్మాణ పోలిక PylRS LUCAలో ఉద్భవించి ఉండవచ్చని సూచించింది, కానీ ఇది మిథైలామైన్‌లను శక్తి వనరులుగా ఉపయోగించే జీవులలో మాత్రమే కొనసాగింది.[19] ఇప్పుడు కొన్ని మెథనోజెన్ కానివి కూడా ఈ రెండు జన్యువులను కలిగి ఉన్నాయని తెలుసు, కానీ డేటింగ్ చాలా దూరంగా లేదు.[17]
  • 2009లో, ఈ వ్యవస్థ క్షితిజ సమాంతర జన్యు బదిలీ ద్వారా బ్యాక్టీరియాలోకి వలస వచ్చి ఉండవచ్చని సూచించబడింది.[20] 2022 అధ్యయనం ఆధారంగా ఇది బహుశా నిజం, అయితే ఈ పేపర్ మొదట మెథనోజెనెసిస్‌తో సంబంధాన్ని ఊహించింది.[17]

పైరోలైసిన్ మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్‌ల పరిణామం

MttB, MtbB, మరియు MtmB ఎటువంటి స్పష్టమైన సీక్వెన్స్ హోమోలోజీని ప్రదర్శించవు. MttB మరియు MtmB యొక్క పరిష్కరించబడిన క్రిస్టల్ నిర్మాణాలు ఒకే TIM బారెల్ ఫోల్డ్‌ను చూపుతాయి. రెండూ D3 సిమెట్రీతో హోమోహెక్సామర్‌లు, కానీ హోమోహెక్సామర్‌లోని సాపేక్ష స్థానాలు భిన్నంగా ఉంటాయి. అన్నింటికంటే ముఖ్యంగా, రెండింటిలోని యాక్టివ్-సైట్ పైరోలైసిన్ అవశేషం TIM-బారెల్ మధ్యలోకి సూచిస్తుంది, కానీ బారెల్ యొక్క పూర్తిగా భిన్నమైన వైపులా ఉన్నాయి. పైరోలైసిన్ వాడకం భాగస్వామ్య పూర్వీకుల లక్షణం కాదని ఇది సూచిస్తుంది; బదులుగా, పైరోలైసిన్ ఈ ఎంజైమ్‌లలో ఒకదానిలో ఉపయోగం కోసం పరిణామం చెంది ఉండవచ్చు మరియు మిగిలిన రెండింటిలో చేర్చబడింది.[21]

MttB సూపర్ ఫ్యామిలీలో పైరోలైసిన్ లేని అనేక బంధువులు ఉన్నాయని తెలుసు, అన్నీ అధిక సీక్వెన్స్ సారూప్యతను కలిగి ఉన్నాయి. 2023 నాటికి PDBలోని అన్ని నిర్మాణాలలో, MttBకి (నిర్మాణం మరియు సీక్వెన్స్ గుర్తింపు ద్వారా) అత్యంత సారూప్యమైనవి గ్లైసిన్ బీటైన్ మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్ MtgB మరియు తెలియని పనితీరు గల ప్రోటీన్ 4YYC. MtmB నిర్మాణపరంగా మూడవ అత్యంత సారూప్యమైనది (2023 నాటికి అన్ని PDB నిర్మాణాలలో) సారూప్యతలో గొప్ప తగ్గుదలతో.[21]

MtmB సూపర్ ఫ్యామిలీకి చెందిన పైరోలైసిన్ లేని సభ్యుడు 2022లో "Ca. ఫార్మిమోనాస్ వారాబియా" DCMF యొక్క మెటాజెనోమిక్స్ ద్వారా కనుగొనబడింది. దీని పనితీరు గురించి తెలిసిన ఏకైక విషయం ఏమిటంటే, డైక్లోరోమీథేన్ సమక్షంలో దీని వ్యక్తీకరణ పెరుగుతుంది.[22]

2025 నాటికి సాహిత్యంలో పైరోలైసిన్ లేని MtbB సూపర్ ఫ్యామిలీకి చెందిన ఏ సభ్యుని గురించి నివేదిక లేదు.

మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్ కాని పనితీరు

ఆర్కియాన్ మెథనోసార్సినా ఎసిటోవోరాన్స్ నుండి tRNAHis గ్వానైలైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్ జన్యువు Thg1 పైరోలైసిన్ అవశేషాన్ని కలిగి ఉంటుంది. పైరోలైసిన్ ఇతర అమైనో ఆమ్లాలకు బదులుగా ఉంటే జన్యువు సాధారణంగా పనిచేస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, Pyl ఉనికి సాధారణ తటస్థ పరిణామం నుండి వస్తుంది. ప్రోటీన్‌లోకి Pylని చేర్చడానికి mRNAలో ప్రత్యేక సిగ్నల్ అవసరం లేదు, కేవలం UAG కోడాన్ మాత్రమే, కాబట్టి ప్రోటీన్ సీక్వెన్స్‌లో ఒక అవశేషాన్ని Pylగా మార్చడానికి అడ్డంకి ఇతర అమైనో ఆమ్లాల మార్పు వలె ఉంటుందని భావించడం సమంజసం.[23]

బ్యాక్టీరియం ఎసిటోహలోబియం అరబాటికం (Acetohalobium arabaticum) సాధారణ మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్‌లతో పాటు రెండు Pyl అవశేషాలతో కూడిన సెరిన్ డీహైడ్రేటేజ్ను కలిగి ఉంది. ఇది ట్రైమిథైలామైన్ ఉన్నప్పుడు మాత్రమే Pyl యంత్రాలను వ్యక్తపరుస్తుంది. ఈ షరతులతో కూడిన వ్యక్తీకరణ బ్యాక్టీరియం సెరిన్ డీహైడ్రేటేజ్, మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్‌లు మరియు ట్రైమిథైలామైన్ ఉన్నప్పుడు ఇన్‌-ఫ్రేమ్ TAGతో జన్యువు (అన్ని ORFలలో సుమారు 20%) ద్వారా కోడ్ చేయబడిన దాని అనేక ఇతర ప్రోటీన్‌ల యొక్క క్రియాత్మక వెర్షన్‌ను మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయడానికి కారణమవుతుంది. ఆ మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్ కాని జన్యువులలో Pyl చేరికకు బహుశా ఎటువంటి ప్రత్యేక ఉత్ప్రేరక పనితీరు లేనప్పటికీ, ఇది ప్రోటీన్ ఉత్పత్తుల ఉత్పత్తిని నియంత్రించడానికి కొత్త మార్గంగా స్వీకరించబడింది.[24]

ఆర్కియాన్స్‌లో ఇన్‌-ఫ్రేమ్ TAG ఉన్న ORFల ప్రాబల్యం చాలా తక్కువ, Pyl యంత్రాల యొక్క "ఎల్లప్పుడూ ఆన్" (కాన్‌స్టిట్యూయెంట్) వ్యక్తీకరణ కోసం ఆశించినట్లుగా, సుమారు 5%.[24] అయినప్పటికీ, ఆర్కియాలో Pyl యంత్రాలను కలిగి ఉన్న పెద్ద సంఖ్యలో జన్యువులతో, 5% అనేది చిన్న సంఖ్య కాదు. Pyl యంత్రాలు కలిగిన 425 ఆర్కియల్ జన్యువుల అధ్యయనంలో 360 సందర్భాలు కనుగొనబడ్డాయి, అక్కడ తెలిసిన నాన్-TAG హోమోలాగ్‌లతో అంచనా వేయబడిన ప్రోటీన్ మధ్యలో TAG సంభవిస్తుంది. వీటిలో కొన్ని Thg1 కోసం వివరించినట్లుగా తటస్థ ఉత్పరివర్తనాల ద్వారా సంభవించి ఉండవచ్చు మరియు నిజానికి రేట్లు యాదృచ్ఛిక ఉత్పరివర్తనాతో ఎక్కువగా స్థిరంగా ఉంటాయి. అయితే, Pyl యొక్క కొన్ని సంఘటనలు సంరక్షించబడ్డాయి మరియు కొత్త, ప్రయోజనకరమైన పనితీరును ప్రతిబింబించవచ్చు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, కొన్ని జన్యువులలో, ముఖ్యంగా మెథనోజెనిక్ కాని వాటిలో Pyl యొక్క అధిక ప్రాబల్యం, Pyl ఆ వంశాలలో జన్యు కోడ్‌లో మరొక సాధారణ భాగంగా మారిందని చూపిస్తుంది.[25]

ప్రత్యామ్నాయ అనువాదం కోసం సంభావ్యత

tRNACUAని M. బార్కెరీ క్లాస్ I మరియు క్లాస్ II లైసిల్-tRNA సింథటేస్‌ల (LysRS1 మరియు LysRS2) సమిష్టి చర్య ద్వారా లైసిన్తో ఛార్జ్ చేయవచ్చు, వీటిలో ఏదీ పైరోలైసిన్‌ను గుర్తించదు. tRNACUAని లైసిన్‌తో ఛార్జ్ చేయడం మొదట UAG అంబర్ కోడాన్లను పైరోలైసిన్‌గా అనువదించడంలో మొదటి దశగా ఊహించబడింది, ఇది సెలీనోసిస్టీన్ కోసం ఉపయోగించే విధానానికి సమానమైన యంత్రాంగం. మరింత ఇటీవలి డేటా pylS జన్యువు యొక్క ప్రోటీన్ ఉత్పత్తి ద్వారా tRNACUAపై పైరోలైసిన్‌ను నేరుగా ఛార్జ్ చేయడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది, ఇది LysRS1:LysRS2 కాంప్లెక్స్ పైరోలైసిన్ లోపం సంభవించినప్పుడు లైసిన్‌ను ప్రత్యామ్నాయ అమైనో ఆమ్లంగా ఉపయోగించి UAG కోడాన్ కలిగిన ప్రోటీన్‌లను పూర్తిగా అనువదించవచ్చని నిర్ధారించడానికి రూపొందించబడిన సమాంతర మార్గంలో పాల్గొనవచ్చని సూచనకు దారితీసింది.[26] LysRS1 మరియు LysRS2ని ఎన్‌కోడ్ చేసే జన్యువులు సాధారణ మిథైల్‌ట్రాన్స్‌ఫరేజ్ స్థాయిలతో మిథనాల్ మరియు మిథైలామైన్‌లపై సాధారణ పెరుగుదలకు అవసరం లేదని మరియు అవి UAG అంబర్ స్టాప్ కోడాన్ అణిచివేత కోసం రీకాంబినెంట్ సిస్టమ్‌లో pylSని భర్తీ చేయలేవని తదుపరి అధ్యయనం కనుగొంది.[27]

సూచనలు

  1. ↑ “Nomenclature and Symbolism for Amino Acids and Peptides”. IUPAC-IUB Joint Commission on Biochemical Nomenclature. 1983. Archived from the original on 9 October 2008. Retrieved 5 March 2018.
  2. ↑ “Newsletter 2009”. Richard Cammack (ed.). Biochemical Nomenclature Committee of IUPAC and NC-IUBMB. Pyrrolysine. 2009. Archived from the original on 2017-09-12. Retrieved 2012-04-16.
  3. ↑ 3.0 3.1 Rother, Michael; Krzycki, Joseph A. (2010-01-01). “Selenocysteine, Pyrrolysine, and the Unique Energy Metabolism of Methanogenic Archaea”. Archaea. 2010: 1–14. doi:10.1155/2010/453642. PMC PMC2933860. PMID 20847933. ISSN 1472-3646.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 Hao, Bing; Gong; Ferguson; James; Krzycki; Chan (2002-05-24). “A New UAG-Encoded Residue in the Structure of a Methanogen Methyltransferase”. Science. 296 (5572): 1462–1466. Bibcode 2002Sci...296.1462H. doi:10.1126/science.1069556. PMID 12029132. S2CID 35519996.
  5. ↑ Soares, J. A.; Zhang, L; Pitsch, R. L.; Kleinholz, N. M.; Jones, R. B.; Wolff, J. J.; Amster, J; Green-Church, K. B.; Krzycki, J. A. (2005-11-04). “The residue mass of L-pyrrolysine in three distinct methylamine methyltransferases”. The Journal of Biological Chemistry. 280 (44): 36962–36969. doi:10.1074/jbc.M506402200. PMID 16096277.
  6. ↑ Srinivasan, G; James, C. M.; Krzycki, J. A. (2002-05-24). “Pyrrolysine encoded by UAG in Archaea: charging of a UAG-decoding specialized tRNA”. Science. 296 (5572): 1459–1462. Bibcode 2002Sci...296.1459S. doi:10.1126/science.1069588. PMID 12029131. S2CID 28593085.
  7. ↑ Gaston, Marsha A.; Zhang; Green-Church; Krzycki (March 31, 2011). “The complete biosynthesis of the genetically encoded amino acid pyrrolysine from lysine”. Nature. 471 (7340): 647–50. Bibcode 2011Natur.471..647G. doi:10.1038/nature09918. PMC PMC3070376. PMID 21455182.
  8. ↑ 8.0 8.1 Reviewed in Zhang, Y; Baranov, P. V.; Atkins, J. F.; Gladyshev, V. N. (May 27, 2005). “Pyrrolysine and selenocysteine use dissimilar decoding strategies”. Journal of Biological Chemistry. 280 (21): 20740–20751. doi:10.1074/jbc.M501458200. PMID 15788401.
  9. ↑ Namy, Olivier; Zhou, Yu; Gundllapalli, Sarath; Polycarpo, Carla R.; Denise, Alain; Rousset, Jean-Pierre; Söll, Dieter; Ambrogelly, Alexandre (November 2007). “Adding pyrrolysine to the Escherichia coli genetic code”. FEBS Letters. 581 (27): 5282–5288. Bibcode 2007FEBSL.581.5282N. doi:10.1016/j.febslet.2007.10.022. PMID 17967457.
  10. ↑ Hao, B; Zhao, G; Kang, P. T.; Soares, J. A.; Ferguson, T. K.; Gallucci, J; Krzycki, J. A.; Chan, M. K. (September 2004). “Reactivity and chemical synthesis of L-pyrrolysine – the 22nd genetically encoded amino acid”. Chemistry & Biology. 11 (9): 1317–24. doi:10.1016/j.chembiol.2004.07.011. PMID 15380192.
  11. ↑ Li, W. T.; Mahapatra, A; Longstaff, D. G.; Bechtel, J; Zhao, G; Kang, P. T.; Chan, M. K.; Krzycki, J. A. (January 2009). “Specificity of pyrrolysyl-tRNA synthetase for pyrrolysine and pyrrolysine analogs”. Journal of Molecular Biology. 385 (4): 1156–64. doi:10.1016/j.jmb.2008.11.032. PMID 19063902.
  12. ↑ Fekner, T; Li, X; Lee, M. M.; Chan, M. K. (2009). “A pyrrolysine analogue for protein click chemistry”. Angewandte Chemie International Edition in English. 48 (9): 1633–5. doi:10.1002/anie.200805420. PMID 19156778.
  13. ↑ Chen, P. R.; Groff, D; Guo, J; Ou, W; Cellitti, S; Geierstanger, B. H.; Schultz, P. G. (2009). “A facile system for encoding unnatural amino acids in mammalian cells”. Angewandte Chemie International Edition in English. 48 (22): 4052–5. doi:10.1002/anie.200900683. PMC PMC2873846. PMID 19378306.
  14. ↑ Awawdeh, Aya; Tapia, Alejandro; Alshawi, Sarah A; Dawodu, Olabode; Gaier, Sarah A; Specht, Caitlin; Beaudoin, Jean-Denis; Tharp, Jeffery M; Vargas-Rodriguez, Oscar (11 December 2024). “Efficient suppression of premature termination codons with alanine by engineered chimeric pyrrolysine tRNAs”. Nucleic Acids Research. 52 (22): 14244–14259. doi:10.1093/nar/gkae1048. PMC PMC11662663. PMID 39558163.
  15. ↑ Zhang, Y; Gladyshev, V. N. (2007). “High content of proteins containing 21st and 22nd amino acids, selenocysteine and pyrrolysine, in a symbiotic deltaproteobacterium of gutless worm Olavius algarvensis”. Nucleic Acids Research. 35 (15): 4952–4963. doi:10.1093/nar/gkm514. PMC PMC1976440. PMID 17626042.
  16. ↑ Longstaff, D. G.; Larue, R. C.; Faust, J. E.; Mahapatra, A; Zhang, L; Green-Church, K. B.; Krzycki, J. A. (2007-01-16). “A natural genetic code expansion cassette enables transmissible biosynthesis and genetic encoding of pyrrolysine”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (3): 1021–6. Bibcode 2007PNAS..104.1021L. doi:10.1073/pnas.0610294104. PMC PMC1783357. PMID 17204561.
  17. ↑ 17.0 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 Guo, LT; Amikura, K; Jiang, HK; Mukai, T; Fu, X; Wang, YS; O'Donoghue, P; Söll, D; Tharp, JM (November 2022). “Ancestral archaea expanded the genetic code with pyrrolysine.”. The Journal of Biological Chemistry. 298 (11). doi:10.1016/j.jbc.2022.102521. PMC PMC9630628. PMID 36152750. article-number: 102521.
  18. ↑ Ambrogelly, A; Gundllapalli, S; Herring, S; Polycarpo, C; Frauer, C; Söll, D (2007-02-27). “Pyrrolysine is not hardwired for cotranslational insertion at UAG codons”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (9): 3141–3146. Bibcode 2007PNAS..104.3141A. doi:10.1073/pnas.0611634104. PMC PMC1805618. PMID 17360621.
  19. ↑ Nozawa, K; O'Donoghue, P; Gundllapalli, S; Araiso, Y; Ishitani, R; Umehara, T; Söll, D; Nureki, O (2009-02-26). “Pyrrolysyl-tRNA synthetase:tRNAPyl structure reveals the molecular basis of orthogonality”. Nature. 457 (7233): 1163–1167. Bibcode 2009Natur.457.1163N. doi:10.1038/nature07611. PMC PMC2648862. PMID 19118381.
  20. ↑ Fournier, G (2009). “Horizontal gene transfer and the evolution of methanogenic pathways”. Horizontal Gene Transfer. Methods in Molecular Biology. Vol. 532, pp. 163–79. ISBN 978-1-60327-852-2. doi:10.1007/978-1-60327-853-9_9. PMID 19271184.
  21. ↑ 21.0 21.1 Li, Jiaxin; Kang, Patrick T.; Jiang, Ruisheng; Lee, Jodie Y.; Soares, Jitesh A.; Krzycki, Joseph A.; Chan, Michael K. (16 January 2023). “Insights into pyrrolysine function from structures of a trimethylamine methyltransferase and its corrinoid protein complex”. Communications Biology. 6 (1): 54. doi:10.1038/s42003-022-04397-3. PMC PMC9842639. PMID 36646841.
  22. ↑ Holland, Sophie I.; Vázquez-Campos, Xabier; Ertan, Haluk; Edwards, Richard J.; Manefield, Michael J.; Lee, Matthew (7 December 2022). “Metaproteomics reveals methyltransferases implicated in dichloromethane and glycine betaine fermentation by 'Candidatus Formimonas warabiya' strain DCMF”. Frontiers in Microbiology. 13. doi:10.3389/fmicb.2022.1035247. hdl:1959.4/unsworks_81926. PMC PMC9768040. PMID 36569084.
  23. ↑ Heinemann, Ilka U.; O'Donoghue, Patrick; Madinger, Catherine; Benner, Jack; Randau, Lennart; Noren, Christopher J.; Söll, Dieter (15 December 2009). “The appearance of pyrrolysine in tRNA His guanylyltransferase by neutral evolution”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (50): 21103–21108. doi:10.1073/pnas.0912072106. PMC PMC2795538. PMID 19965368.
  24. ↑ 24.0 24.1 Prat, Laure; Heinemann, Ilka U.; Aerni, Hans R.; Rinehart, Jesse; O'Donoghue, Patrick; Söll, Dieter (18 December 2012). “Carbon source-dependent expansion of the genetic code in bacteria”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (51): 21070–21075. doi:10.1073/pnas.1218613110. PMC PMC3529041. PMID 23185002.
  25. ↑ Kivenson, Veronika; Peters, Samantha L.; Borrel, Guillaume; Kivenson, Aleksandr; Roe, Leah T.; Hamlish, Noah X.; Fadhlaoui, Khaled; Schepartz, Alanna; Gribaldo, Simonetta; Hettich, Robert L.; Banfield, Jillian F. (20 November 2025). “An archaeal genetic code with all TAG codons as pyrrolysine”. Science. 390 (6775). doi:10.1126/science.adu2404.
  26. ↑ Polycarpo, C; Ambrogelly, A; Bérubé, A; Winbush, S. M.; McCloskey, J. A.; Crain, P. F.; Wood, J. L.; Söll, D (2004-08-24). “An aminoacyl-tRNA synthetase that specifically activates pyrrolysine”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (34): 12450–12454. Bibcode 2004PNAS..10112450P. doi:10.1073/pnas.0405362101. PMC PMC515082. PMID 15314242.
  27. ↑ Mahapatra, A; Srinivasan, G; Richter, K. B.; Meyer, A; Lienard, T; Zhang, J. K.; Zhao, G; Kang, P. T.; Chan, M; Gottschalk, G; Metcalf, W. W.; Krzycki, J. A. (June 2007). “Class I and class II lysyl-tRNA synthetase mutants and the genetic encoding of pyrrolysine in Methanosarcina spp”. Molecular Microbiology. 64 (5): 1306–18. doi:10.1111/j.1365-2958.2007.05740.x. PMID 17542922. S2CID 26445329.

మరింత చదవడానికి

బాహ్య లింకులు

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Pyrrolysine” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Pyrrolysine ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=పైరోలైసిన్&oldid=6228"