T4 RNA 리가제 2 설명: 구조, 메커니즘 및 응용 분야

분자생물학 연구라는 고도로 정밀한 영역에서 효소 분자는 정교하게 설계된 "분자 도구" 역할을 하며, 수많은 중요한 실험 절차의 성공적인 수행을 뒷받침합니다. ATP 의존성 이중가닥 RNA 리가제(dsRNA 리가제)인 T4 RNA 리가제 2는 독특한 분자 구조와 효율적인 촉매 메커니즘으로 인해 RNA 연구에서 필수적인 역할을 합니다. 이 효소는 분자 간 및 분자 내 RNA 가닥 결합 활성을 모두 나타내어 이중가닥 RNA(dsRNA) 내의 틈 부위를 정확하게 봉합할 뿐만 아니라, 이중나선 구조 내에서 RNA의 3'-하이드록실 말단과 DNA의 5'-인산기 사이의 틈 결합 반응을 촉매합니다. 동족체인 T4 RNA 리가제 1과 비교했을 때, T4 RNA 리가제 2는 단일 가닥 RNA의 끝부분을 연결하는 것보다 이중 가닥 RNA의 틈을 연결하는 데 훨씬 더 높은 활성을 보였습니다. 따라서 dsRNA 틈 연결을 포함한 연구를 위한 핵심 효소 도구로 자리매김했습니다.

그림 1. T4 RNA Ligase 2 기질의 개략도

T4 RNA 리가제 2의 구조 분석

T4 RNA 리가제 2는 박테리오파지 T4의 24.1번 유전자에 의해 암호화되며, 분자량은 약 37 kDa로 ATP 의존성 리가제 계열에 속합니다. 이 효소의 분자 구조는 I, III, IIIa, IV, V를 포함한 여러 개의 고도로 보존된 도메인으로 구성되어 있으며, 이 도메인들은 3차원 공간에 정밀하게 배열되어 안정적인 뉴클레오타이드 결합 포켓을 형성하여 촉매 작용을 위한 견고한 구조적 기반을 제공합니다. 결정적으로,

Glu-34, Arg-55, Lys-209와 같은 주요 아미노산 잔류물의 정확한 공간적 위치 지정은 T4 RNA Ligase 2가 RNA 및 DNA 연결 반응 동안 높은 촉매 활성과 기질 특이성을 모두 나타낼 수 있도록 하여 효소 과정의 정확하고 효율적인 실행을 보장합니다. ^[1]

그림 2. T4 RNA 리가제 2의 구조 설명 ^[2]

T4 RNA 리가제 2의 촉매 메커니즘

T4 RNA 리가제 2는 3단계의 정렬된 촉매 반응을 통해 인접한 뉴클레오티드의 연결을 수행하여 정확한 분자 수준 조절을 보여줍니다.

1. 리가제는 ATP와 반응하여 효소-AMP 중간체 복합체를 형성합니다.

2. AMP는 효소-AMP 복합체에서 RNA의 5'-인산기로 전달되어 5'-아데닐화된 RNA 중간체를 생성합니다.

3. 5'-아데닐화된 RNA는 인접한 뉴클레오티드의 3'-하이드록실기와 반응하여 인산디에스터 결합을 형성하고, 이때 AMP가 방출됩니다.

그림 3. T4 RNA Ligase 2의 촉매작용 기작의 개략도 [3]

Yeasen의 T4 RNA 리가제 2(Cat#14652)

T4 RNA Ligase 2의 핵심 구조와 촉매 기전을 기반으로, Yeasen Biotech는 발현 시스템 및 정제 공정 최적화를 통해 고성능 T4 RNA Ligase 2(Cat#14652)를 성공적으로 개발했습니다. 이 제품은 효소의 고유 촉매 활성을 유지하는 동시에 다단계 정제 프로토콜을 통해 오염된 뉴클레아제의 간섭을 제거하여 연구자들에게 안정적이고 신뢰할 수 있는 실험 도구를 제공합니다. 다음 섹션에서는 결찰 활성 및 순도 관리와 관련된 주요 성능 특성을 소개합니다.

높은 결찰 효율

Yeasen과 공급업체 A*의 T4 RNA Ligase 2를 다양한 효소 농도에서 이중 가닥 RNA(dsRNA) 기질의 연결 능력을 시험했습니다. 그 결과, Yeasen의 효소가 dsRNA의 연결을 효과적으로 촉매하며, 모든 시험 농도에서 공급업체 A* 효소와 유사한 연결 효율을 나타냄을 확인했습니다.

그림 4. T4 RNA 리가제 2 연결 효율 검증 .

참고: 20 μL 반응 시스템에는 최종 농도 20 μM dsRNA 연결 기질이 포함되어 있습니다.

고순도

세 가지 다른 Yeasen 배치에서 추출한 T4 RNA Ligase 2(100 U)를 핵산 기질과 개별적으로 배양한 후, 아가로스 겔 전기영동으로 분석하여 밴딩 패턴을 평가했습니다. 그 결과, 세 배치 모두 오염된 엑소뉴클레아제, 닉킹 효소, 그리고 RNase 활성이 없음을 확인했습니다. 잔류 뉴클레아제가 존재하지 않으므로 비특이적 효소 활성으로 인한 간섭 위험을 효과적으로 제거하여 실험에서 높은 정확도와 신뢰성을 보장합니다.