28.28. 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

где удлиненный полинуклеотид, а - отцепившийся фосфат. Ферменту необходимы 5-дифосфаты рибонуклеозидов; с рибонуклеозид-5-трифосфатами, с дезоксирибонуклеозид-5-дифосфатами или в отсутствие ионов 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 З-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.