Esplorando la Struttura
La poli(A) polimerasi è altamente specifica per l'ATP, ma non altrettanto per l'RNA, infatti può sintetizzare una coda poli(A) praticamente su ogni catena di RNA. La struttura PDB 2q66, illustrata qui a lato, mostra l'enzima nel mezzo della sintesi della coda. L'enzima abbraccia un corto tratto di poli(A) RNA, mostrato in giallo. Una molecola di ATP, rossa, è posizionata proprio a contatto con uno ione magnesio, verde. L'enzima di questa struttura, però, è stato modificato in modo da impedirgli di realizzare la reazione. Nella posizione 154, normalmente, c'è un acido aspartico che coordina un secondo ione magnesio, indispensabile per la reazione. In questa struttura, l'acido aspartico è stato sostituito con una alanina (magenta) e così il secondo magnesio catalitico è assente.
La sintesi della coda poli(A) avviene aggiungendo uno alla volta i nucleotidi di adenosina che vengono trasferiti dalla molecola di ATP, rossa, alla coda poli(A) in crescita (gialla). Perchè la sintesi abbia successo, è indispensabile che la molecola di ATP venga riconosciuta in modo specifico.
Questa specificità si realizza in più modi.

Primo: (vedi figura qui sotto a sinistra) lo ione magnesio (verde) interagisce con i gruppi fosfato dell'ATP (grosse sfere rosse e arancioni) e lo fissa al sito attivo. Lo ione magnesio a sua volta è trattenuto nel sito attivo da una coppia di acidi aspartici (asp100 e asp102), che lo legano dall'alto (piccole sfere grigie e rosse).



Secondo: (vedi figura qui sopra a destra) l'ATP (blu, grigio e rosso) è preso a sandwich tra la l'ultimo nucleotide della coda poli(A) (giallo) e la valina 234 (ciano) della catena proteica.
Terzo: (vedi figura qui sotto) l'enzima impedisce che si possa legare per errore GTP al posto di ATP, infatti possiede due amminoacidi, treonina 304 e metionina 310 (ciano), che sfiorano l'adenina (grigio e blu) dell'ATP nel punto in cui (carbonio bianco), se ci fosse GTP, dovrebbe sporgere il gruppo NH2 della guanina.



Per vedere più in dettaglio la struttura dell'enzima e per capire come avviene, nel sito attivo, il riconoscimento così preciso dell'adenina dell'ATP, potete consultare questa pagina su Proteopedia.

Queste figure sono state create con Jmol e Chime (vedi Chimica al Computer). Anche voi potete creare immagini simili seguendo questa procedura: cliccate sui codici di accesso PDB qui sopra per scaricare il file compresso (zip) della proteina, decomprimetelo e poi lanciatelo con Internet Explorer. Se avete installato Chime, potrete vedere le immagini in 3 dimensioni e scegliere nel menù Display le opzioni di visualizzazione che desiderate.

Per vedere alcune delle pubblicazioni utilizzate per scrivere questa Molecola del Mese, andate su Bibliografia.

Un elenco di tutte le strutture collegate con "Poli(A) polimerasi" presenti negli archivi PDB fino al 30 settembre 2008 è disponibile su Report.

Spunti per ulteriori approfondimenti

1-- La poli(A) polimerasi è un enzima molto flessibile, si chiude e si apre per prendere e rilasciare il proprio substrato. Confrontate la struttura della forma aperta mostrata nella prima pagina di questa Molecola del Mese con la forma chiusa di questa pagina. Perchè è importante questa flessibilità e quali caratteristiche strutturali della proteina le consentono di essere così flessibile?

2-- Siete in grado di individuare qualche somiglianza strutturale tra questa polimerasi, indipendente dallo stampo, e le polimerasi che usano uno stampo, come la DNA polimerasi e la RNA polimerasi?

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