简介

核糖核酸酶是重要的酶，催化广泛的生物体中RNA的降解。核糖核酸酶，也称为RNase，有许多家族，其中一个，RNase T2家族，在人类病理学中起着许多重要作用。但是，T2家族核糖核酸酶的这些功能与其催化核酸酶能力无关，这将在下面介绍。

T2家族核糖核酸酶的特异性属性

与许多其他核糖核酸酶一样，RNaseT2分泌到膜结合的隔室，例如液泡或溶酶体。这个家族中的核糖核酸酶切割单链RNA (ssRNA)。这些核糖核酸酶是转移酶类型的核糖核酸酶，它们以2',3'-环磷酸中间体切割ssRNA。这种切割的结果是产生带有3'末端磷酸基团的单核苷酸或寡核苷酸。

T2家族和A和T1家族之间存在三个主要差异。T2核糖核酸酶存在于所有生物界，从原生动物到动物，甚至病毒。但是，其他家族只定位于一个或两个界。此外，T2家族的最佳pH值在4-5的酸性范围内，而其他家族则在碱性或弱碱性范围内。这种酸性优化与前面提到的溶酶体或液泡的定位是一致的。这可能表明在这种核糖核酸酶的作用下，酸性隔室中发生切割。第三个主要差异是，T2核糖核酸酶在所有四种碱基处切割，而其他家族则专门针对嘧啶或特定碱基。

T2核糖核酸酶的结构和催化作用

T2核糖核酸酶具有保守的α/β核心结构，在其上发现了底物结合区域。这些区域与单核苷酸或二核苷酸结合，这些位点是该核糖核酸酶家族保守的。这两个位点，B1和B2，可以分别通过位于可切割键的5'或3'端来区分。当被核苷酸占据时，这些位点起到定位磷酸键的作用，酶的活性位点可以切割该键。这种切割能力取决于T2家族中多个组块中的一系列组氨酸残基。这种能力可以在体外和体内失活，这使得能够确定依赖于这种催化能力的蛋白质功能。这些核糖核酸酶的催化切割以两步进行，称为转磷酸化和水解。在每一步中，执行此功能的组氨酸交替充当酸和碱。

T2核糖核酸酶的生物学作用

虽然T2核糖核酸酶具有切割ssRNA的典型作用，但它们在体内还有许多其他功能。此外，这些功能中的许多与T2核糖核酸酶的催化能力无关。

磷酸盐/核酸清除

这些核糖核酸酶与细胞在饥饿期间从细胞外清除核酸作为营养物质有关。众所周知，当植物细胞缺乏磷酸盐时，核糖核酸酶会被诱导，并且T2核糖核酸酶的细胞外活性会增加。此外，人们发现了一种在磷酸盐饥饿条件下活性增加且浓度增加的磷酸二酯酶。此外，植物可以利用核酸作为磷酸盐的来源，如在仅以酵母RNA作为磷酸盐来源的植物的存活中所见。虽然没有得到证实，但似乎RNase T2的作用将在低磷酸盐条件下允许使用细胞外核酸作为磷酸盐来源。

此外，RNaseT2似乎在自噬事件中充当细胞质RNA的循环利用器，这些RNA被传递到溶酶体和液泡。这些RNA的来源可能是与蛋白质聚集在一起的RNA颗粒。涉及泛素和泛素样修饰识别的选择性自噬将允许靶向RNA。由蛋白质和RNA组成的生殖细胞中的P颗粒与自噬蛋白相互作用，并且对于降解是必要的。一种假设是，与这些蛋白质聚集体相互作用的mRNA在酸性隔室中被RNaseT2降解，并在自噬过程中被转移到那里。

通过清除RNA调节免疫反应

在RNaseT2中发现的突变是导致导致囊性白质脑病的常染色体隐性疾病的主要诱因。虽然背后的机制尚不清楚，但众所周知，出现的症状与先天性巨细胞病毒 (CMV) 感染的婴儿的症状无法区分。因此，这可能表明这种感染会触发与失活的RNaseT2类似的变化。已知CMV失活RNaseL以逃避宿主免疫系统。一种假设是，无法降解细胞内ssRNA可能会触发导致发育后果的免疫反应。该领域仍是深入研究的主题。

寄生虫调节宿主免疫反应

众所周知，RNaseT2也以直接方式在免疫系统中发挥作用，正如曼氏血吸虫 (Schistosoma mansoni) 分泌的RNaseT2所见，曼氏血吸虫是一种寄生血吸虫，在哺乳动物宿主体内产卵。这种寄生虫产卵分泌一种叫做ω-1的RNaseT2。众所周知，ω-1会引发免疫反应，帮助卵被排出，最终传播到软体动物宿主中间体。还表明，在感染期间，ω-1会使树突状细胞为Th2极化CD4+ T细胞做好准备。因此，似乎ω-1被树突状细胞吸收，因此通过改变其细胞骨架结构而改变其功能。

细胞毒性

RNaseT2也可能对其他细胞和该细胞本身具有细胞毒性。此外，这些作用既可以依赖催化，也可以独立于催化。

对经典猪瘟病毒等瘟病毒的分析表明，包膜糖蛋白 E^rns 具有 RNaseT2 结构域，并被感染细胞分泌。该酶对淋巴细胞有细胞毒性，而对上皮细胞没有，这表明 E^rns 能够降低宿主免疫反应。研究表明，该酶的失活会导致病毒感染率下降，这取决于其催化活性。然而，一些保留催化功能的氨基酸替换并不能降低宿主免疫水平。总的来说，这表明 RNaseT2 通过催化和非催化机制抑制免疫反应。

S-RNase 也表现出 RNaseT2 的细胞毒性。S-RNase 存在于某些植物科中，其功能之一是防止自花授粉，以及其他花粉排斥机制。这些 S-RNase 会进入相容和不相容花粉管中，并降解不相容花粉的 RNA，导致自花授粉受阻。研究表明，热失活的 S-RNase 比完整的 S-RNase 对自花授粉的抑制作用更强，表明存在催化活性无关的功能。然而，相容花粉的保护机制尚未完全阐明，目前正在进行研究。

然而，早期研究表明，花粉蛋白 S-位点 F-盒 (SLF) 是不相容性所必需的，并且 S-RNase 与 SLF 相互作用。有人提出，SLF 能够引起 T2 RNase 的蛋白酶体降解。然而，这尚未得到证实。

肿瘤抑制和生长

研究表明，RNASET2 是一种肿瘤抑制基因，因为该基因在卵巢肿瘤和癌细胞中的表达都降低了。然而，这一结论存在争议。此外，将 RNASET2 重新引入细胞会导致体外卵巢癌细胞克隆形成能力的抑制。此外，这已显示出可以降低这些细胞的转移潜能。这种能力已被证明是催化活性无关的，因为酶突变仍具有抗癌作用。然而，对这种能力的研究仍在进行中，因为尚未在癌细胞的 RNASET2 编码区内发现突变。

参考文献

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