Основы биохимии Том 3 - А. Ленинджер 1985

Молекулярные механизмы передачи генетической информации
Репликация и транскрипция ДНК
Полинуклеотидфосфорилаза позволяет осуществлять синтез РНК-подобных полимеров с неспецифической нуклеотидной последовательностью

В 1955 г. Марианна Грюнберг-Манаго и Северо Очоа обнаружили полинуклеотидфосфорилазу - первый фермент, оказавшийся способным синтезировать длинные цепи полинуклеотидов. (Чуть позже Артур Корнберг сообщил об открытии ДНК-полимеразы.) Полинуклеотидфосфорилаза, которая, видимо, встречается только в бактериях, катализирует реакцию

NDP + (NMP)_n⇄ (NMP)_n+1 + Р_i

где NDP - нуклеозид-5'-дифосфат, (NMP)_n+1 - удлиненный полинуклеотид, а Р_i - отцепившийся фосфат. Ферменту необходимы 5'-дифосфаты рибонуклеозидов; с рибонуклеозид-5'-трифосфатами, с дезоксирибонуклеозид-5'-дифосфатами или в отсутствие ионов Mg²⁺ он работать не может. Полинуклеотидфосфорилаза катализирует синтез РНК-подобного полимера, содержащего 3',5'-фосфодиэфирные связи, которые гидролизуются рибонуклеазой. Реакция гидролиза легко обратима и может быть сдвинута в сторону расщепления полирибонуклеотида путем увеличения концентрации фосфата.

Полинуклеотидфосфорилаза не требует матрицы и не синтезирует полимер со специфической нуклеотидной последовательностью. Цепь РНК необходима ей лишь в качестве затравки, которая просто обеспечивает наличие свободного 3'-гидроксильного конца, к которому могут присоединяться дополнительные остатки. Реакция протекает как в присутствии всех четырех исходных мономеров, так и в присутствии только одного из них. Нуклеотидный состав образующегося полимера отражает относительное соотношение в среде 5'-дифосфатов-предшественников. Поэтому маловероятно, чтобы в естественных условиях полинуклеотидфосфорилаза выполняла функцию РНК; скорее она участвует в деградации РНК.

Полинуклеотидфосфорилаза - очень ценный инструмент исследования, поскольку ее можно использовать для получения в лаборатории многочисленных РНК-подобных полимеров с различной нуклеотидной последовательностью и разным содержанием оснований. Такие синтетические РНК-полимеры позволили, как мы увидим дальше (гл. 29), составить словарь кодовых “слов” для аминокислот.