El ribointerruptor de cobalamina es un elemento regulador en cis que está ampliamente distribuido en las regiones 5' no traducidas de los genes relacionados con la vitamina B12 (cobalamina) en las bacterias . [1]
Los ribointerruptores de cobalamina (vitamina B 12 , coenzima B 12 ) son elementos de ARN estructurados que regulan genes adyacentes relacionados con el metabolismo de la cobalamina en respuesta a la unión de la cobalamina. Los ribointerruptores son elementos reguladores genéticos basados en ARN presentes en la región no traducida 5' (5'UTR) del ARN principalmente bacteriano. Estos interruptores se unen a un ligando , que generalmente es un metabolito , con alta afinidad y especificidad. La unión del ligando media el reordenamiento alostérico de la estructura del ARNm, y esto da como resultado la modulación de la expresión o traducción génica.de ARNm para producir una proteína. El riboconmutador de cobalamina, junto con la mayoría de los demás riboconmutadores, son reguladores en cis . Esto significa que regulan los genes involucrados en las mismas vías metabólicas que el metabolito al que se unen, lo que crea una regulación a través de un ciclo de retroalimentación negativa . Los ribointerruptores se agrupan en clases según el ligando al que se unen porque el dominio de aptámero o de unión al ligando está muy conservado en todas las especies. Los ribointerruptores, incluido el ribointerruptor de cobalamina, han llamado mucho la atención recientemente debido a su potencial terapéutico y sintético, [2] así como a sus interesantes propiedades estructurales. [3] [4] [5]A partir de 2019, se han identificado ribointerruptores de cobalamina en más de 5000 especies de bacterias. [2]
Los ribointerruptores de cobalamina se unen a la cobalamina (vitamina B12), que es un cofactor enzimático complejo compuesto por un anillo de corrina coordinado con un ion de cobalto (III). En la posición alfa-axial, el cobalto se coordina con un resto de dimetilbencimidazol unido al anillo de corrina a través de un conector aminopropanol flexible. [6] [7] La porción activa del cofactor está en la posición beta-axial. La metilcobalamina (MeCbl) y la adenosilcobalamina (AdoCbl) son las formas biológicamente activas de cobalamina, que contienen un grupo metilo y un resto adenosilo en la posición beta-axial, respectivamente. [6] Hidroxocobalamina(HyCbl), con un grupo hidroxilo en la posición beta-axial, se produce como resultado de la fotólisis de la cobalamina y está presente en condiciones biológicas pero no en forma activa. La cianocobalamina (CyCbl) es una forma artificial de cobalamina que se encuentra en los suplementos, que se puede convertir en formas activas de cobalamina. Los ribointerruptores de cobalamina pueden exhibir selectividad hacia diferentes formas de cobalamina. [6]
Los riboconmutadores , incluido el riboconmutador de cobalamina, generalmente se componen de un dominio aptámero o de unión a ligando y una plataforma de expresión. La unión del ligando induce un reordenamiento estructural alostérico en la plataforma de expresión que da como resultado la regulación de la expresión génica a través de mecanismos transcripcionales o traduccionales . [4] [8]
Los ribointerruptores de cobalamina se clasifican ampliamente por la identidad del aptámero, pero se pueden clasificar en Clase I (Cbi-I) y Clase II (Cbi-II) según la selectividad del análogo de cobalamina y los elementos estructurales periféricos. [6] Los ribointerruptores Cbi-I y Cbi-II comparten un dominio receptor conservado compuesto por una unión de cuatro vías y un dominio regulador. Los ribointerruptores Cbi-I son selectivos para AdoCbl , con una estructura de bucle de tallo periférico variable que facilita la especificidad del ligando. [6] [9] Más del 90 % de los riboconmutadores de cobalamina identificados antes de 2003 son riboconmutadores Cbi-I. [10]
Cbi-II se puede dividir en dos clases (Cbi-IIa y Cbi-IIb). Los ribointerruptores Cbi-IIa son específicos de los análogos de cobalamina con ligandos β-axiales más pequeños, incluidos MeCbl y HyCbl . [6] [9] Esta selectividad está determinada por las variaciones de los elementos periféricos. [6]