Ribozym Ribozym ohne RNA

Wiener Forscher haben mit dem Enzym RNase P ein Ribozym identifiziert, das keine RNA enthält. Bisher wurde für die Funktionalität dieser Enzymklasse ein RNA-Bestandteil vorausgesetzt.

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Wien/Österreich – RNase P, ein Enzym, das Transfer-RNAs modifiziert, gilt als RNA-Enzym (Ribozym). Alle bisher charakterisierten Formen des Enzyms bestätigten die Vermutung über deren RNA-Anteil. Seit 20 Jahren gab es jedoch auch Indizien, die Zweifel an der Allgemeingültigkeit dieser Entdeckung nährten und andeuteten, dass das Enzym nur aus Proteinen bestehen würde. Die Arbeitsgruppe von Prof. Walter Rossmanith an der Medizinischen Universität Wien untersuchte RNase P aus menschlichen Mitochondrien und zeigte, dass das Enzym keine RNA enthält. „RNase P besteht aus drei Proteinen, die ohne RNA für die katalytische Aktivität des Enzyms sorgen. Das herauszufinden war bisher nicht gelungen, da das Enzym aufgrund des losen Zusammenhalts seiner Bestandteile bei der Isolierung leicht zerfällt. Durch ein von uns entwickeltes Protokoll konnten wir nun dieses Problem umgehen“, sagt Prof. Rossmanith. Johann Holzmann, Doktorand im Team von Prof. Rossmanith, ergänzt: „Wir produzierten die einzelnen Proteine getrennt in Bakterien, isolierten sie und stellten aus ihnen die mitochondriale RNase P im Reagenzglas wieder her.“

Evolution der Ribozyme

Die Identität der drei Proteine beantwortete nach Aussage der Forscher zusätzlich eine bislang ungelöste Frage der molekularen Evolutionsforschung: Wie wird ein Ribozym durch ein Protein-Enzym ersetzt? Laut Datenlage hat sich die aus Proteinen bestehende mitochondriale RNase P parallel zum Ribozym entwickelt und ersetzte diese. Die drei Proteinkomponenten wurden aus verschiedenen Stoffwechselwegen rekrutiert. Prof. Rossmanith ergänzt: „Wir bezeichnen die mitochondriale RNase P auch als Patchwork-Enzym, weil sie wie ein Flickwerk aus ein paar gerade zur Verfügung stehenden Bestandteilen zusammengestellt erscheint.“ Unklar bleibt, warum nur RNase P in den Mitochondrien von Tieren und nicht sämtliche Ribozyme durch Protein-Enzyme ersetzt wurden.

Originalveröffentlichung

Holzmann, J. et al.: RNase P without RNA: Identification and functional reconstitution of the human mitochondrial tRNA processing enzyme; Cell 135, 462-474, October 31, 2008, DOI 10.1016/j.cell.2008.09.013

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