簡介

核糖核酸酶是重要的酶，催化廣泛的生物體中RNA的降解。核糖核酸酶，也稱為RNase，有許多家族，其中一個，RNase T2家族，在人類病理學中起著許多重要作用。但是，T2家族核糖核酸酶的這些功能與其催化核酸酶能力無關，這將在下面介紹。

T2家族核糖核酸酶的特異性屬性

與許多其他核糖核酸酶一樣，RNaseT2分泌到膜結合的隔室，例如液泡或溶酶體。這個家族中的核糖核酸酶切割單鏈RNA (ssRNA)。這些核糖核酸酶是轉移酶型別的核糖核酸酶，它們以2',3'-環磷酸中間體切割ssRNA。這種切割的結果是產生帶有3'末端磷酸基團的單核苷酸或寡核苷酸。

T2家族和A和T1家族之間存在三個主要差異。T2核糖核酸酶存在於所有生物界，從原生動物到動物，甚至病毒。但是，其他家族只定位於一個或兩個界。此外，T2家族的最佳pH值在4-5的酸性範圍內，而其他家族則在鹼性或弱鹼性範圍內。這種酸性最佳化與前面提到的溶酶體或液泡的定位是一致的。這可能表明在這種核糖核酸酶的作用下，酸性隔室中發生切割。第三個主要差異是，T2核糖核酸酶在所有四種鹼基處切割，而其他家族則專門針對嘧啶或特定鹼基。

T2核糖核酸酶的結構和催化作用

T2核糖核酸酶具有保守的α/β核心結構，在其上發現了底物結合區域。這些區域與單核苷酸或二核苷酸結合，這些位點是該核糖核酸酶家族保守的。這兩個位點，B1和B2，可以分別透過位於可切割鍵的5'或3'端來區分。當被核苷酸佔據時，這些位點起到定位磷酸鍵的作用，酶的活性位點可以切割該鍵。這種切割能力取決於T2家族中多個組塊中的一系列組氨酸殘基。這種能力可以在體外和體內失活，這使得能夠確定依賴於這種催化能力的蛋白質功能。這些核糖核酸酶的催化切割以兩步進行，稱為轉磷酸化和水解。在每一步中，執行此功能的組氨酸交替充當酸和鹼。

T2核糖核酸酶的生物學作用

雖然T2核糖核酸酶具有切割ssRNA的典型作用，但它們在體內還有許多其他功能。此外，這些功能中的許多與T2核糖核酸酶的催化能力無關。

磷酸鹽/核酸清除

這些核糖核酸酶與細胞在飢餓期間從細胞外清除核酸作為營養物質有關。眾所周知，當植物細胞缺乏磷酸鹽時，核糖核酸酶會被誘導，並且T2核糖核酸酶的細胞外活性會增加。此外，人們發現了一種在磷酸鹽飢餓條件下活性增加且濃度增加的磷酸二酯酶。此外，植物可以利用核酸作為磷酸鹽的來源，如在僅以酵母RNA作為磷酸鹽來源的植物的存活中所見。雖然沒有得到證實，但似乎RNase T2的作用將在低磷酸鹽條件下允許使用細胞外核酸作為磷酸鹽來源。

此外，RNaseT2似乎在自噬事件中充當細胞質RNA的迴圈利用器，這些RNA被傳遞到溶酶體和液泡。這些RNA的來源可能是與蛋白質聚集在一起的RNA顆粒。涉及泛素和泛素樣修飾識別的選擇性自噬將允許靶向RNA。由蛋白質和RNA組成的生殖細胞中的P顆粒與自噬蛋白相互作用，並且對於降解是必要的。一種假設是，與這些蛋白質聚集體相互作用的mRNA在酸性隔室中被RNaseT2降解，並在自噬過程中被轉移到那裡。

透過清除RNA調節免疫反應

在RNaseT2中發現的突變是導致導致囊性白質腦病的常染色體隱性疾病的主要誘因。雖然背後的機制尚不清楚，但眾所周知，出現的症狀與先天性鉅細胞病毒 (CMV) 感染的嬰兒的症狀無法區分。因此，這可能表明這種感染會觸發與失活的RNaseT2類似的變化。已知CMV失活RNaseL以逃避宿主免疫系統。一種假設是，無法降解細胞內ssRNA可能會觸發導致發育後果的免疫反應。該領域仍是深入研究的主題。

寄生蟲調節宿主免疫反應

眾所周知，RNaseT2也以直接方式在免疫系統中發揮作用，正如曼氏血吸蟲 (Schistosoma mansoni) 分泌的RNaseT2所見，曼氏血吸蟲是一種寄生血吸蟲，在哺乳動物宿主體內產卵。這種寄生蟲產卵分泌一種叫做ω-1的RNaseT2。眾所周知，ω-1會引發免疫反應，幫助卵被排出，最終傳播到軟體動物宿主中間體。還表明，在感染期間，ω-1會使樹突狀細胞為Th2極化CD4+ T細胞做好準備。因此，似乎ω-1被樹突狀細胞吸收，因此透過改變其細胞骨架結構而改變其功能。

細胞毒性

RNaseT2也可能對其他細胞和該細胞本身具有細胞毒性。此外，這些作用既可以依賴催化，也可以獨立於催化。

對經典豬瘟病毒等瘟病毒的分析表明，包膜糖蛋白 E^rns 具有 RNaseT2 結構域，並被感染細胞分泌。該酶對淋巴細胞有細胞毒性，而對上皮細胞沒有，這表明 E^rns 能夠降低宿主免疫反應。研究表明，該酶的失活會導致病毒感染率下降，這取決於其催化活性。然而，一些保留催化功能的氨基酸替換並不能降低宿主免疫水平。總的來說，這表明 RNaseT2 透過催化和非催化機制抑制免疫反應。

S-RNase 也表現出 RNaseT2 的細胞毒性。S-RNase 存在於某些植物科中，其功能之一是防止自花授粉，以及其他花粉排斥機制。這些 S-RNase 會進入相容和不相容花粉管中，並降解不相容花粉的 RNA，導致自花授粉受阻。研究表明，熱失活的 S-RNase 比完整的 S-RNase 對自花授粉的抑制作用更強，表明存在催化活性無關的功能。然而，相容花粉的保護機制尚未完全闡明，目前正在進行研究。

然而，早期研究表明，花粉蛋白 S-位點 F-盒 (SLF) 是不相容性所必需的，並且 S-RNase 與 SLF 相互作用。有人提出，SLF 能夠引起 T2 RNase 的蛋白酶體降解。然而，這尚未得到證實。

腫瘤抑制和生長

研究表明，RNASET2 是一種腫瘤抑制基因，因為該基因在卵巢腫瘤和癌細胞中的表達都降低了。然而，這一結論存在爭議。此外，將 RNASET2 重新引入細胞會導致體外卵巢癌細胞克隆形成能力的抑制。此外，這已顯示出可以降低這些細胞的轉移潛能。這種能力已被證明是催化活性無關的，因為酶突變仍具有抗癌作用。然而，對這種能力的研究仍在進行中，因為尚未在癌細胞的 RNASET2 編碼區內發現突變。

參考文獻

Luhtala, N., & Parker, R. (2010). T2 家族核糖核酸酶：古老的酶，功能多樣。生物化學趨勢，35(5)，253–9。doi:10.1016/j.tibs.2010.02.002
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