Твистер сайт: Мистер Twister / Театр им. Евгения Вахтангова. Официальный сайт.

Twister являются собственностью физических лиц Twister, как указано в корзине организации на этом веб-сайте. Название «Twister» на этом веб-сайте включает каждое указанное юридическое лицо индивидуально или совместно.

Интеллектуальная собственность

Информация, изображения, макет, документы, аудио, видео, текст и программное обеспечение на этом веб-сайте являются интеллектуальной собственностью Twister. Запрещается копировать, публиковать или каким-либо образом распространять или размножать информацию на этом веб-сайте без предварительного письменного разрешения Twister.Разрешается загружать материалы с этого веб-сайта только для личного некоммерческого использования при условии, что в материал не будут внесены поправки и сохранятся все уведомления об авторских правах и другие уведомления о правах собственности.

Ответственность

Несмотря на то, что были приложены все возможные меры для обеспечения правильности и полноты информации, представленной на этом веб-сайте, Twister не несет за это никакой ответственности. Этот веб-сайт и его содержимое предоставляются для вашего удобства.Содержание веб-сайта предоставляется на условиях «как есть» и «как доступно». Twister не гарантирует, что веб-сайт будет работать бесперебойно и без ошибок. Twister оставляет за собой право вносить изменения на веб-сайт или прекращать доступ к веб-сайту или его частям в любое время.

Заявление о конфиденциальности

Когда вы посещаете наш веб-сайт, вы позволяете нам собирать данные. Twister считает важным защищать вашу личную информацию с максимальной осторожностью.

Персональные данные

Twister иногда запрашивает личные данные.Например, мы можем запросить ваш адрес, если вы попросите нас отправить вам информацию, или мы попросим вас указать адрес электронной почты, если вы хотите получать информационный бюллетень.

Вы также будете косвенно предоставлять информацию Twister, например, указав свой IP-адрес. Twister уважает конфиденциальность посетителей на нашем веб-сайте и будет использовать информацию, которую вы нам предоставляете, исключительно для ранее определенных целей в соответствии с Законом Нидерландов о защите данных.
Файлы cookie

Twister использует файлы cookie.Файл cookie — это файл, который отправляется на ваше устройство и собирает информацию о вашем посещении нашего веб-сайта. Затем на вашем жестком диске может быть сохранен файл cookie, чтобы Twister мог узнать вас, когда вы вернетесь на сайт. Вы можете настроить свой браузер так, чтобы он уведомлял вас о получении файла cookie.

Полнофункциональное использование

Twister использует несколько сторонних приложений, таких как видеоклипы YouTube и карты, предоставленные Google. Эти сторонние приложения отправляют файлы cookie. Выбирая «Полнофункциональное использование», вы разрешаете этим приложениям отправлять файлы cookie на ваше устройство.Twister также будет собирать информацию о вашем посещении.

Политика конфиденциальности третьих лиц

Это заявление о конфиденциальности не распространяется на сторонние веб-сайты или веб-сайты, которые связаны с Twister по гиперссылкам. Twister не несет ответственности за то, как третьи лица обрабатывают личную информацию.

Структурная основа быстрой реакции саморасщепления, катализируемой твистер-рибозимом

Значение

Твистер представляет собой небольшой саморасщепляющийся рибозим, подобный по размеру рибозиму в форме головки молотка, но использующий ортогональную складку для аналогичной каталитической константы скорости.Однако механистический источник увеличения каталитической скорости, создаваемый твистером, был неизвестен. Мы представляем кристаллические структуры твистера из Orzyza sativa , а также последовательность твистера из организма, который не культивировался изолированно, и идентифицируем нуклеотиды РНК, которые жизненно важны для саморасщепления, предполагаем их каталитическую роль и обновляем консервативную вторичную структуру твистера. модель.

Abstract

Twister — это недавно обнаруженный мотив РНК, который, по оценкам, обладает одной из самых быстрых известных каталитических скоростей среди любых встречающихся в природе небольших саморасщепляющихся рибозимов.Мы определили кристаллическую структуру с разрешением 4,1 Å последовательности твистера из организма, который не культивировался изолированно, и он показывает упорядоченный ножницеобразный фосфат и нуклеотид 5 ‘по отношению к сайту расщепления. Вторая кристаллическая структура твистера из Orzyza sativa , определенная с разрешением 3,1 Å, демонстрирует неупорядоченный ножницеобразный фосфат и нуклеотид 5 ‘по отношению к сайту расщепления. Ядро твистера стабилизируется спариванием оснований, большой сетью стэкинг-взаимодействий и двумя псевдоузлами.Мы наблюдаем три нуклеотида, которые, по-видимому, опосредуют катализ: гуанозин, который, как мы предполагаем, депротонирует 2’-гидроксил нуклеотида 5 ‘в сайт расщепления, и консервативный аденозин. Мы предполагаем, что аденозин нейтрализует отрицательный заряд немостикового фосфатного атома кислорода в месте расщепления. Активный сайт также позиционирует лабильную связь для нуклеофильной атаки in-line, и, таким образом, твистер, по-видимому, одновременно использует три стратегии, предложенные для малых саморасщепляющихся рибозимов. Кристаллические твистерные структуры ( i ) показывают его глобальную структуру, ( ii ) демонстрируют значение двойной складки псевдоузла, ( iii ) предоставляют возможную гипотезу для усиленного катализа и ( iv ) освещают роли всех 10 высококонсервативных нуклеотидов твистера, которые участвуют в формировании его небольшого и стабильного каталитического кармана.

Мотив Twister РНК был идентифицирован биоинформатическим поиском, а затем подтвержден биохимически как небольшой саморасщепляющийся рибозим (1). Этот недавно открытый класс рибозимов получил название твистер, потому что его сохранившаяся вторичная структура напоминает древнеегипетский иероглиф «скрученный лен». Представители класса рибозимов Twister встречаются во всех сферах жизни, но их биологическая роль еще не определена. В дополнение к твистеру, небольшое семейство саморасщепляющихся рибозимов включает в себя головку молотка, шпильку, вирус гепатита дельта (HDV), сателлит Варкуд (VS) и рибозимы glmS (рибозим glmS является более совершенным по сравнению с рибозимом glmS ген, кодирующий фермент, катализирующий выработку глюкозамин-6-фосфата) (1⇓⇓⇓⇓ – 6).

Небольшое семейство саморасщепляющихся рибозимов можно разделить на две группы в зависимости от того, образован ли их активный сайт неправильной спиралью (головка молотка, шпилька и VS) или структурой с двойным псевдоузлом (PK) (HDV и glmS ) (7). Структуры HDV и glmS известны, тогда как twister, как было предсказано на основе репрезентативных последовательностей, использует два PK для образования своего активного сайта. Ожидалось, что твистер будет меньше по размеру, чем HDV или glmS , и более сопоставим по размеру и сложности с молотком (1).

Константа скорости саморасщепления твистера оценивается как такая же или немного более высокая, чем у рибозима «головка молотка». Расчетная константа скорости ( k _obs ) для твистера составляет 1000 в минуту, а экспериментальная k _obs для головки молотка составляет 870 в минуту (1, 8). Эти два рибозима в ~ 100–500 раз быстрее, чем другие небольшие саморасщепляющиеся рибозимы (2–10 в минуту в аналогичных условиях реакции in vitro) (1, 8–10). Ранее протестированные конструкции Twister показали максимальную скорость расщепления при 1 мМ Mg ²⁺ и pH 7.4 (1). Однако твистер не требует для катализа магния или других двухвалентных катионов; таким образом, магний важен только для формирования структуры (1).

Проведенные биохимические зондирования и биоинформатика показали, что согласованная вторичная структура твистера содержит от трех до шести стержней, из которых P1, P2 и P4 обязательны, тогда как P0, P3 и P5 необязательны; что РНК может быть переставлена ​​по кругу; и что он содержит внутреннюю и концевую петли, которые образуют два ПК (1, 11).Мутации в любом из высококонсервативных нуклеотидов или мутации, которые нарушают стебель P1, стебель P2, стебель P4 или два PK, значительно снижают каталитическую скорость (1). Другой мутационный анализ показал, что несколько нуклеотидов важны для саморасщепления, но не ожидалось, что эти нуклеотиды участвуют в каноническом спаривании оснований Watson-Crick (WC) или обнаруживают какую-либо ковариацию (1).

Все небольшие саморасщепляющиеся рибозимы подвергаются специфической реакции внутренней переэтерификации, в которой рибоза 2′-кислород, фосфор и 5′-рибозный кислород выравниваются для реакции, подобной S _N 2, давая продукты с 2 ‘ , 3′-циклический фосфат и 5’-гидроксильные концы.Эта одностадийная реакция аналогична реакции, катализируемой РНКазой А, за исключением того, что белковый фермент проходит вторую стадию для удаления циклического фосфата (12). Существуют четыре общие стратегии, способствующие саморасщеплению РНК посредством внутреннего переноса фосфоэфира: ( i ) ориентация реактивных атомов для нуклеофильной атаки на линии; ( ii ) нейтрализация отрицательного заряда на немостиковых атомах кислорода фосфата сайта расщепления; ( iii ) депротонирование 2 ‘кислородного нуклеофила; и ( iv ) нейтрализация развивающегося отрицательного заряда на уходящей 5′-группе (9).Во-первых, все небольшие саморасщепляющиеся рибозимы, вероятно, используют первую стратегию переноса фосфоэфира, включая твистер (1, 9). Во-вторых, отчасти увеличение константы скорости твистера, вероятно, связано с основным катализом, поскольку константа скорости имеет зависимость от pH, что позволяет предположить, что сдвигает pK _A 2′-гидроксильной группы в сайте расщепления (1, 9 ). Однако неизвестно, использует ли твистер стабилизацию переходного состояния и / или общие кислотные стратегии (1, 9).

Здесь мы представляем 4.Кристаллическая структура с разрешением 1 Å последовательности твистерного рибозима из организма, обнаруженного в окружающей среде, которая не была изолирована, вероятно, прокариотического происхождения (твистер A), и рентгеновская кристаллическая структура с разрешением 3,1 Å у Orzyza sativa ( twister B) рибозим twister, в котором расщепляющийся фосфат и нуклеотид 5 ‘по отношению к сайту расщепления упорядочены в первом и неупорядочены во втором. Эти две кристаллические структуры дают представление о каталитическом механизме твистера и структурных мотивах, используемых для образования его активного центра.Мы идентифицируем группы, которые участвуют в общем катализе оснований, стабилизации переходного состояния, и предоставляем информацию о третичных взаимодействиях, которые формируют активный центр твистера. Эти структуры демонстрируют вариации того, как РНК достигает сайт-специфического саморасщепления, и предлагают физическую основу того, как твистер способен быстро саморасщепляться.

Результаты

Определение структуры твистера.

Чтобы получить трехмерную структуру твистера и структурную основу для его значительного увеличения каталитической скорости, мы решили рентгеновские кристаллические структуры докаталитического состояния твистера в точке 4.Разрешение 1- и 3,1-Å с и без упорядоченного фрагментарного фосфата и нуклеотида 5 ‘в сайте расщепления (рис. 1 и таблицы S1 и S2). Химическая модификация каталитически активного 2′-гидроксила ранее использовалась для улавливания саморасщепляющихся рибозимов в прекаталитическом состоянии (13, 14). Чтобы кристаллизовать твистер, мы создали бимолекулярные конструкции, состоящие из синтетической «субстратной цепи», содержащей сайт расщепления с 2′-дезоксизамещением для улавливания состояния прекатализа и соответствующей «ферментной цепи» (1).Конструкции Twister были выбраны для тех, которые содержат необязательный стержень P3, имеют 5′-гуанозин для облегчения транскрипции in vitro РНК-полимеразой T7 (или сконструированы с 5’-гуанозином) и содержат эндогенные пары оснований G-U для использования сайт связывания катионов для трихлорида гексамина иридия (III) или сульфата цезия для образования производных с тяжелыми атомами и решения фазовой проблемы (рис. S1) (15). Кроме того, пять аденозиновых нуклеотидов были сконструированы вместо области стебля P5.

Общая структура твистера, карта электронной плотности области активного центра O. sativa twister кристаллизовались вторичные структуры твистерных рибозимных конструкций, и неожиданные пары оснований и третичные взаимодействия. ( A ) Кристаллическая структура твистера A. Стебель P1 — темно-синий, стержень P2e — голубой, стержень P3 — пурпурный, стержень P4e — зеленый, пять аденозинов, заменяющих дополнительный стержень P5, черные, PK1 — желтый, PK2e оранжевый, а активный сайт красный.Нить субстрата обведена черным контуром. Электронная плотность вокруг пластичного фосфата очерчена при 3,0 σ, чтобы проиллюстрировать положения фосфата, и очерчена при 1,4 σ для всей области с разрешением 4,1 Å. ( B ) 2F _O — F _C Карта электронной плотности с центром в области активного центра твистерной кристаллической структуры O. sativa и с контуром 1,3 σ при разрешении 3,1 Å. Окраска атомов углерода такая же, как у A . Нуклеотид 5 ‘к сайту расщепления показан пурпурным цветом.Вторичная структура построена на основе третичных взаимодействий, выявленных в кристаллических структурах ( C ) последовательности окружающей среды и последовательности ( D ) O. sativa . Нить субстрата имела 2′-дезоксизамещение для предотвращения расщепления между нуклеотидами, указанными большой стрелкой. Красные кружки указывают на высококонсервативные нуклеотиды на основе биоинформатического анализа (1). Символы Leontis и Westhof обозначают пары оснований, не относящиеся к WC. Взаимодействие PK1 обозначено жирной серой линией.Черные линии с внутренними стрелками показывают связность прядей. Стебель P1 для O. sativa смоделирован по образцу стебля P1 экологической последовательности, потому что эта часть образовала биологически нерелевантный межмолекулярный димер, который был результатом кристаллического артефакта. ( E ) Положение каталитически активного G62 удерживается в позиции A11 за счет образования trans взаимодействия между сахарным краем G62 и Hoogsteen-краем A11 в последовательности окружающей среды. ( F ) Резкий изгиб (44 °) происходит в фосфодиэфирном остове между фосфатами U40, U41 и A42 в твистере из экологической последовательности и требуется для позиционирования U40 в стебле P4 и U41 в PK2.Это взаимодействие стабилизируется водородной связью (сплошная серая линия) между немостиковым атомом кислорода U41 (красный) и 2′-гидроксилом U8 (красный). ( G ) Неожиданное третичное взаимодействие наблюдается вокруг предсказанного стебля P4, показанного для твистера O. sativa . ( H ) Между нуклеотидами A48 и A66 в кристаллической структуре O. sativa было обнаружено взаимодействие пар оснований trans Ватсона-Ватсона.

Общая структура.

Наши твистерные структуры имеют такой же размер и форму, что и рибозим в форме головки молотка (рис.S2) (16). Оба изученных здесь твистер-рибозима относятся к типу P3, в котором присутствует необязательный стебель P3, но не опциональный стебель P0 или P5. Упорядоченная и жесткая структура состоит из четырех спиральных стержней (P1, P2, P3 и P4), двух PK (PK1 и PK2) и сети взаимодействий стекирования.

Субстратная цепь в комплексе с ферментной цепью образует пары оснований с ферментной цепью и принимает однонитевую спиральную конформацию A-формы почти вдоль всей структуры (рис. S3). Два нуклеотида цепи субстрата, составляющие активный центр, отклоняются от спирали А-формы и обсуждаются ниже.Детали обработки данных и статистики уточнения структуры по экспериментальным картам электронной плотности на промежуточных этапах определения структуры описаны в таблицах S1 – S3.

Консервированные стержни P1, P2 и P4.

Стебель P1 формирует платформу активного центра, когда основание цепи субстрата спаривается с цепью фермента. Анализ последовательности твистера показал, что длина стебля P1 сильно варьируется (1). Стебель P1 состоит из восьми пар оснований и образует стабильную непрерывную спираль в твистере A.Однако более короткая ножка P1 с четырьмя парами оснований, разработанная в твистере B, привела к кристаллам, содержащим межмолекулярный димерный артефакт (рис. S4 B ). По этой причине структура твистера A, вероятно, является биологически релевантной структурой, готовой к катализу с упорядоченным ножцизящим фосфатом и нуклеотидом 5 ‘к сайту расщепления; в то время как структура твистера B действительно имеет хорошо упорядоченную остальную часть активного сайта, она не имеет расщепляющегося фосфата и нуклеотида 5 ‘по отношению к сайту расщепления, упорядоченному в активном сайте (рис.1 В ). Используется нумерация нуклеотидов для твистера A, тогда как нумерация для твистера B указана в скобках, если не указано иное.

Кристаллические структуры показывают, что четыре пары оснований образуют основу P2, что согласуется с биоинформатической моделью. Кроме того, кристаллическая структура обнаруживает пару оснований trans Hoogsteen-сахара между A11 и G62 (A7 и G65), которая складывается с остальной частью стержня P2 (рис. 1 E ). Спираль P2 вклинивается между активным центром / PK2 с одной стороны и PK1 / A ₅ (пять аденозинов, заменяющих стержень P5) с другой.Любое добавление или удаление в количестве пар оснований может значительно нарушить образование активного сайта.

Стебель P4, идентифицированный биоинформатикой, был предложен для формирования стержня из трех пар оснований (рис. 2 A ) (1). Однако кристаллическая структура показывает, что стержень P4 содержит пять пар оснований, включая три, которые были предсказаны биоинформатикой (рис. 2 B ). Высококонсервативные нуклеотиды G39 и C48 образуют каноническую пару оснований WC, но высококонсервативные нуклеотиды U40 и A45 образуют неканоническую пару оснований с некоторыми вариациями.Это последнее взаимодействие спаривания оснований, по-видимому, является критическим, потому что два нуклеотида между A45 и C48 выступают и образуют половину PK1 (Fig. 1 G ). Существует неожиданная вариабельность в спаривании оснований A – U, выявленная в двух из четырех копий твистера B, где аденозиновое основание находится в конформации против , так что его хугстиновский край взаимодействует с криковой стороной основания уридина . Остается установить, требуются ли пары G – C или A – U индивидуально для правильного сворачивания твистера.Тем не менее двойная мутация гуанина и уридина привела к появлению мутанта, который оказался функционально неактивным (1).

Сравнение предсказанной и структурно подтвержденной консервативной консенсусной вторичной структуры твистера. ( A ) Прогнозируемая консенсусная вторичная структура и ( B ) обновленные контакты на основе третичной структуры из кристаллических структур. Стержень P2, стержень P4 и PK2 были расширены по сравнению с исходным отчетом.Консервация и окраска нуклеотидов такие же, как описано Roth et al. (1). Серый, черный и красный представляют как минимум 75%, 90% и 97% сохранности, соответственно. R и Y обозначают пурин и пиримидин, соответственно, тогда как красные кружки обозначают положения с консервативностью менее 75%. Зеленая и оранжевая заливки обозначают коварифицированное спаривание оснований и спаривание оснований, которое расширяет стержни и псевдоузлы, обнаруженные в кристаллических структурах, соответственно. Проценты в круглых скобках указывают на наличие стержневых структур заболеваемости для стержней P0, P3 и P5 наряду с указанной минимальной длиной.

Между стержнем P4 и PK2 существует очень резкий переход в остове фосфодиэфира в положение U40 в стержне P4 и U41 в PK2 (Рис. 1 F ). Двугранные углы между фосфатами нуклеотидов U40, U41 и A42 (U44, C45 и C46) составляют ~ 44 °, что резко отличается от 152 ° в спирали РНК А-формы. Это соединение между стержнем P4 и PK2 приводит к тому, что спирали приблизительно ортогональны друг другу. Это соединение находится на одной стороне активного сайта и стабилизируется водородной связью (HB) между немостиковым атомом кислорода U41 и 2′-гидроксилом U8, предпоследним нуклеотидом 5 ‘относительно сайта расщепления.Неясно, важен ли этот HB для позиционирования и стабилизации нуклеотида 5 ‘по отношению к сайту расщепления или нет, потому что он является одним из многих HBs в этом районе. Все нуклеотиды в активном сайте, за исключением нуклеотидов 5 ‘и 3’ от сайта расщепления, спарены по основанию.

Псевдоузлы.

Twister был предсказан биоинформатикой и подтвержден этими двумя кристаллическими структурами, чтобы иметь два PK, точно так же, как HDV и glmS (рис. 1). Во всех трех случаях PK являются важными структурными компонентами активного сайта.В твистере PK1 и PK2 являются стержнями, которые стабилизируют активный сайт, поскольку они образуют часть стенок активного сайта и помогают позиционировать нуклеотиды, критически важные для катализа. PK1 имеет две пары оснований, тогда как PK2, как предполагалось, имеет три пары оснований; в дополнение к этим трем в кристаллических структурах присутствует дополнительная пара оснований, не являющаяся WC. Дополнительное взаимодействие происходит между гранями Ватсона (WW) A44 и A63 (A48 и A66), образуя транс двухсимметричных HB между экзоциклическим амином и N1 противоположного основания (рис.1 H ). Из 12 общих нуклеотидов, участвующих в образовании PK, 6 находятся внутри стебля P4 и его соединительной петли, а 4 расположены на цепи фермента между стеблями P1 и P2. ПК образуют тесные взаимодействия с нуклеотидами в активном центре и, по-видимому, важны как для жесткости активного центра, так и для стабильности специфических структур нуклеотидов, участвующих в катализе.

Проверка предыдущей модели и дополнительных взаимодействий, результатом которых стали расширенные спирали и взаимодействия с накоплением.

Структуры подтверждают все ожидаемые взаимодействия, основанные на биоинформатике, и выявляют дополнительные взаимодействия, которые увеличивают длину трех элементов вторичной структуры, P2, P4 и PK2 (рис. 2). В стержне P2 пара оснований на краю сахара Хугстина между A11 и G62 (A7 и G65) действует, чтобы позиционировать G62 для катализа. Внутри стебля P4 спаривание оснований WC между U40 и A45 (U44 и A49), по-видимому, является важным взаимодействием в основании P4 и PK1. В PK2 взаимодействие пар оснований trans WW с A44 и A63 (A48 и A66) важно в позиционировании A63 для катализа.Эти ранее непредсказуемые пары оснований имеют решающее значение либо для стабилизации активного сайта, либо для позиционирования нуклеотидов для катализа.

Взаимодействие при штабелировании доминирует в общей структуре твистера и способствует его значительной стабильности. Почти все основания уложены стопкой, за исключением нуклеотида 5 ‘к сайту расщепления и выпуклого нуклеотида в стебле P2. Непрерывная серия взаимодействий стэкинга охватывает всю структуру, начиная с 3’-конца ферментной цепи, содержащей стебель P1 и PK2, и продолжается до цепи субстрата на консервативном нуклеотиде A11 (A7), а затем по всей стебле P2, PK1 и шток P3.Сравнение трех копий в асимметричной единице твистера A показывает, что активный сайт хорошо определен и жесткий на ножницеобразном фосфате и нуклеотид 5 ‘по отношению к сайту расщепления упорядочен, тогда как четыре копии в твистере B в асимметричной единице срезанный фосфат и нуклеотид 5 ‘по отношению к сайту расщепления неупорядочены (фиг. 1 B и фиг. S5 A и B ). Активные центры в обеих кристаллических формах удерживаются вместе за счет одних и тех же пар оснований и взаимодействий стэкинга оснований, включая специфические взаимодействия высококонсервативных нуклеотидов.Вместе они предполагают жесткую структуру. Единственным высококонсервативным нуклеотидом, который не образует пару оснований, является консервативный A10 (A6), но этот нуклеотид стабилизируется путем наложения на A45 (A49) в основании стебля P4.

Обсуждение

Главный вопрос о твистере заключается в том, какие стратегии и нуклеотиды ответственны за его быстрый катализ. Структура твистера A предполагает, что в ней используются три основных каталитических стратегии, доступные ферментам, которые расщепляют РНК путем внутреннего переноса фосфоэфира (рис.3). Все саморасщепляющиеся рибозимы, вероятно, будут использовать стратегию встроенной нуклеофильной атаки, которая является результатом образования активного сайта (9). Мы предполагаем, что твистер использует два высококонсервативных нуклеотида для достижения общих стратегий стабилизации оснований и переходных состояний (рис. 4 A ). Общая базовая стратегия может быть достигнута с помощью N6 A63 (A66), который находится в пределах расстояния HB для нейтрализации заряда одного из немостиковых атомов кислорода. Стратегии стабилизации переходного состояния может способствовать N1 G62 (G65), который находится на расстоянии HB от 2′-гидроксила и действует как общее основание.Некоторые из этих взаимодействий уникальны для твистера, тогда как другие более характерны для всех небольших саморасщепляющихся рибозимов.

Реакция переэтерификации отщепления. Расщепление РНК внутренним переносом фосфоэфира путем нуклеофильной атаки на линии (нумерация Twister A).

Сравнение активных сайтов для твистера, шпильки и РНКазы А. ( A ) Показаны активные сайты для твистера с консервативными нуклеотидами, предположительно участвующими в катализе (последовательность из окружающей среды).2′-гидроксил окрашен в розовый цвет, он был смоделирован с помощью компьютерных вычислений и не присутствует в конструкции кристаллизации. ( B ) Активный сайт прекатализа шпильки показан белым (1M5K), а переходное состояние — зеленым (1M5O). A9 и A38 перемещаются примерно на 2 Å каждый, удерживая фосфат, который также перемещается в положение для поточного переноса фосфоэфира. ( C ) Активный сайт переходного состояния РНКазы A (6RSA). Стрелки показаны, чтобы показать атаку 2′-кислорода на фосфат (оранжевые сферы).Группы, которым предлагается участвовать в катализе, показаны с пометкой предложенных ими механистических стратегий. См. Обсуждение для дальнейшего объяснения.

Нейтрализация немостиковых фосфатных атомов кислорода не всегда является каталитической стратегией, используемой небольшими саморасщепляющимися рибозимами. Структура шпильки, которая была разработана, чтобы имитировать переходное состояние (TS) с использованием ванадата для замены щелочного фосфата [код 1M5O банка данных белка (PDB)], является лучшим доказательством того, что рибозим использует эту стратегию (17 ).При образовании TS-подобного комплекса два аденозина смещаются каждый на ∼2 Å, чтобы оказаться на расстоянии HB к немостиковым атомам кислорода (рис. 4 B ). Биохимические данные, полученные с помощью головки молотка, предполагают, что ионы металлов способны нейтрализовать заряд немостиковых атомов кислорода, хотя в кристаллической структуре они еще не наблюдались (18, 19). Было предложено, но не подтверждено экспериментально, что glmS нейтрализует развивающийся заряд на немостиковых атомах кислорода, если глюкозамин-6-фосфат (GlcN6) протонирован (7).HDV не имеет конкретной группы (групп), которые характеризуются или предполагают действовать в рамках стратегии стабилизации переходного состояния. Здесь мы показываем, что твистер, вероятно, использует стратегию стабилизации переходного состояния, используя N6 из A63, чтобы нейтрализовать развивающийся заряд одного из немостиковых атомов кислорода (рис. 4 A ).

Только шпилька, а теперь и твистер, имеют структурные доказательства, указывающие на то, что определенные группы участвуют в стратегии стабилизации переходного состояния. Интересным аспектом является то, что группы, участвующие в катализе шпильки, наблюдаются только в TS-подобном комплексе, но в докаталитическом состоянии два аденозина релаксируют на ~ 2 Å.Напротив, A63 в твистере предрасполагается в пределах диапазона HB в докаталитическом состоянии. Жесткость предварительно организованного активного центра твистера, особенно положение A63, может вносить значительный вклад в скорость рибозима, способствуя увеличению константы скорости до 10 ⁵ (9). Ориентация A63 стабилизируется двумя взаимодействиями. Во-первых, A63 складывается с A11, а во-вторых, A63 образует пару оснований WW с A44, другим высококонсервативным нуклеотидом. Мутация любого из этих нуклеотидов на другое основание приведет к неправильной ориентации N6 в A63.

Наиболее часто используемая химическая группа, которая будет использоваться для общей стратегии оснований, — это группа G среди небольших саморасщепляющихся рибозимов. Чтобы предотвратить катализ, мы удалили атакующую группу, используя 2′-дезокси-замещение в цепи субстрата, которое также устранило нормального партнера HB химической группы, которая выполняет общий основной катализ. Однако при компьютерном моделировании 2′-гидроксила по меньшей мере в одной копии твистера в кристаллической форме A G62 находится в пределах расстояния HB. Это взаимодействие аналогично взаимодействиям, обнаруженным в структурах шпильки, головки молотка и glmS .HDV — единственный небольшой саморасщепляющийся рибозим, который использует цитозин, а не гуанозин, для выполнения общей стратегии оснований (7). Первоначально предложенная вторичная структура твистера содержала только два других высококонсервативных нуклеотидных основания, которые можно было бы предложить для реализации общей стратегии оснований, одно гуанин и одно цитозин. Оба из них, как было предсказано, являются неспаренными, но на самом деле эти два являются парными основаниями в наших структурах как часть стебля P4, обсуждаемого выше, таким образом оставляя G62 в качестве наиболее вероятного нуклеотида, который будет использоваться в общем катализе оснований (1).Положение G62 стабилизируется за счет образования пары оснований Hoogsteen-Hoogsteen с A11 и укладки в стебле P2.

Все маленькие саморасщепляющиеся рибозимы, которые используют общую кислотную стратегию, делают это по разным механизмам. Шпилька использует N1 аденозина; головка молотка использует 2′-гидроксил рибозного фрагмента; glmS использует аминогруппу на кофакторе GlcN6; а HDV использует воду с металлическими координатами (13, 19⇓ – 21). Мы обнаружили, что твистер не имеет донора HB с хорошей геометрией и химической группой с разумным pK _A , чтобы действовать как обычная кислота.Единственный донор HB с разумной геометрией — это N3 из A10, но этот азот имеет очень низкий pK _A , примерно от –4,2 до 1,0 (22, 23). Хотя это была бы отличная химическая группа для взаимодействия с уходящей группой 5′-ОН, для того, чтобы действовать как обычная кислота, потребуется сильно возмущенный pK _A . Хотя исследования показали, что pK _a смещается химическими группами в молекуле РНК, зависящими от ее локального окружения, N3 аденозина с наименьшей вероятностью будет смещен в нейтральное состояние (24, 25).A10 удерживается на месте двумя взаимодействиями. Во-первых, A10 укладывается на A45 в стержне P4, а во-вторых, N7 из A10 образует HB с 2′-OH из A44 и немостиковым атомом кислорода A45. Это означает, что твистер является единственным маленьким саморасщепляющимся рибозимом, не имеющим группы, которая, как предполагается, с точки зрения биохимии или структуры может действовать как обычная кислота.

Итак, нуклеотиды, которые важны для катализа, идентифицированные из наших структур, — это G62 и A63. Мы прогнозируем, что катализ будет серьезно нарушен, если будут мутировать A63 или G62.Было бы интересно узнать, какую роль может сыграть A10. Если он участвует только в стабилизации уходящей группы, трудно объяснить, почему он так консервативен. A10 находится в конформации syn с C2′-эндо-сахарной складкой. Возможно, что корреляция A10, находящегося в syn -конформации, изменяет сахарную складку и тем самым изменяет фосфат A10 (ножничный фосфат) на фосфатное расстояние A11 для соответствующего самоотщепления (26). Это расстояние больше, чем у большинства других фосфат-фосфатных расстояний (6.8 Å). Затем A10 может действовать, чтобы способствовать поточной нуклеофильной атаке. Hammerhead, HDV, glmS и рибозимы шпильки все имеют нуклеотиды в syn -конформации в критических положениях вокруг их структур активного сайта (26).

Двумя ферментами, наиболее тесно связанными с твистером по структуре и механизму, являются шпилька и РНКаза A. Все эти ферменты расщепляют и расщепляют основания, которые находятся на 5 ‘и 3’ от ножничного фосфата в активном центре, и используют все по крайней мере три стратегии, но они используют разные химические части для достижения расщепления РНК и связывания субстратов в разной ориентации.

Мы предполагаем, что твистер использует A63 для нейтрализации развивающегося отрицательного заряда на немостиковых атомах кислорода, тогда как шпилька использует G8, A9 и A38, а РНКаза A использует K41 (рис. 4 C ) (12, 17). Twister и РНКаза A имеют предварительно сформированные активные центры, готовые для катализа. Шпильчатые рибозимы содержат два аденозина, которые перемещаются на ∼2 Å, чтобы удерживать фосфат по мере его продвижения в TS с G8, образующим HB (17). Возможно, что G62 твистера аналогичен G8 шпильки в своей ТС.

И твистер, и шпилька используют гуанозин, тогда как РНКаза А использует гистидин в качестве основного основания. Гистидин является отличной общей основой для РНКазы A, поскольку он вносит 700000-кратный вклад в скорость расщепления, тогда как из-за pK _A G эта стратегия вносит меньший вклад в катализ в шпильке, поскольку базовая мутация G8 приводит к уменьшение скорости расщепления в 350 раз (27, 28). Вероятно, что эффект мутации G62 у твистера будет аналогичен эффекту мутации G8 шпильки.Мы предполагаем, что предварительно сформированные и жесткие активные центры в твистере и РНКазе А вносят вклад в их константы скорости.

Шпилька и РНКаза A используют эндоциклический азот, чтобы действовать как общая кислота и стабилизировать 5′-гидроксил в общей кислотной стратегии. Мы не можем назначить химическую группу, которая будет действовать как общая кислота для твистера. Отсутствие обычной кислоты является серьезной проблемой для твистера в плане достижения относительно высокой каталитической скорости. h219 отвечает за 400000-кратное увеличение каталитической скорости РНКазы A, и было высказано предположение, что h219 имеет согласованное движение с 5′-кислородом во время катализа (12, 27).Было бы интересно определить структуру переходного состояния твистера, чтобы определить, перестраивается ли активный сайт, чтобы представить себя как обычную кислоту.

Было высказано предположение, что все три этих фермента используют три или четыре из обсуждаемых стратегий, хотя их константы скорости сильно различаются. Расчетная скорость расщепления Twister составляет 1000 в минуту, что более чем в 500 раз быстрее, чем 1,9 в минуту для шпильки, но РНКаза A в 80 раз быстрее, чем Twister с выдающейся константой скорости 80000 в минуту (1, 29, 30).Чтобы выяснить, почему скорости этих трех ферментов различаются на порядки величины при использовании трех или четырех стратегий, необходимо подробное механистическое исследование катализа твистера.

Заключение

Структуры твистера, описанные здесь, предполагают, что большая часть устойчивой каталитической активности достигается за счет жесткого активного центра, образованного двумя необычными спариваниями оснований и обширными взаимодействиями стэкинга оснований. Ключевое механистическое следствие твистерных структур, определенных здесь, показывает, что два высококонсервативных нуклеотида G62 и A63 (G65 и A66) расположены, чтобы действовать как общее основание и стабилизировать переходное состояние, соответственно.Они, вероятно, способствуют повышенной скорости катализа твистера по сравнению со многими другими небольшими саморасщепляющимися рибозимами. Во-первых, в общей базовой стратегии A63 располагается в диапазоне HB до того, как реакция предшествует TS. Во-вторых, активный сайт формируется заранее, что подтверждается сравнением двух кристаллических структур в отношении срезанного фосфата и нуклеотида 5 ‘по отношению к сайту расщепления. Мы предполагаем, что эти две структурные идеи важны для твистера для достижения повышенной каталитической скорости по сравнению с большинством других небольших саморасщепляющихся рибозимов.

Материалы и методы

Все химические вещества, кроме перечисленных, были приобретены у Sigma-Aldrich. Олигонуклеотиды были получены от Integrated DNA Technologies. Наборы FastStart High Fidelity PCR System были приобретены у Roche Applied Sciences. Сита для кристаллизации с разреженной матрицей были получены от Qiagen и Hampton Research.

Для определения структуры были выбраны твистерные последовательности с наиболее распространенной изоформой (P3). Конструкции были разработаны таким же образом, как эксперименты с субстратом и ферментом в первоначальном отчете твистера (1).

Кристаллизация твистеров.

Образцы для кристаллизации смешивали в соотношении субстрата к ферменту 1: 1 (комплекс ES), инкубировали при 70 ° C и сразу же давали медленно остыть до 25 ° C. Twister A из последовательности окружающей среды кристаллизуется при 25 ° C в виде гексагональных стержней в течение 1–14 дней за счет диффузии паров сидя-капля путем смешивания 3 мкл комплекса ES в конечной концентрации 89 мкМ, разбавленного в буфере A, с 2 мкл раствора для лунок. содержащий 160 мМ тринатрийцитрата (pH 4.6), 700 мМ (NH ₄ ) ₂ SO ₄ , 1 M Li ₂ SO ₄ , 2,8–3,8% (об. / Об.) Пентаэритриотол этоксилат (3: 4 EO / OH), и 2,1–4% (мас. / об.) 6-аминогексановой кислоты. Twister из O. sativa кристаллизуется при 25 ° C в виде пластинок в течение 2–4 недель за счет диффузии паров сидя-капля путем смешивания 1–4 мкл комплекса ES в конечной концентрации 121 мкМ, разбавленного в буфере B с 1–5 мкл лунок раствора, содержащего 200 мМ (NH ₄ ) ₂ SO ₄ , 100 мМ ацетат натрия (pH 4.5) и 30% (вес / объем) ПЭГ 4000. Кристаллы твистерной конструкции, полученные из последовательности O. sativa (рис), не были воспроизводимы после того, как мы собрали данные от 15 кристаллов, дифрагированных в лучшем случае до 2,9 Å ( I / σ = 1,00). Теперь мы связываем это с неожиданным межмолекулярным димером, который кристаллизовался, возможно, благодаря деградации на 5′-конце цепи субстрата.

Кристаллы из окружающей среды выросли до максимальных размеров 400 × 200 × 200 мкм и были стабилизированы и криогенно защищены путем увеличения сульфата лития или ацетата лития до конечной концентрации 1.25 или 3,2 М соответственно. Кристаллы последовательности O. sativa выросли до максимальных размеров 200 × 100 × 25 мкм и были стабилизированы и криогенно защищены путем увеличения концентрации PEG 4000 до 33% (вес / объем) и добавления PEG 400 ступенчатым образом к конечная концентрация 10% (об. / об.). Кристаллы мгновенно замораживали путем погружения в жидкий азот.

Дифракционные данные были собраны при 100 К с использованием синхротронного рентгеновского излучения на линии луча 24ID-C в усовершенствованном источнике фотонов в Аргоннской национальной лаборатории (Аргонн, Иллинойс).Данные обрабатывались и масштабировались с помощью программного обеспечения рентгеновского детектора (XDS) (31). Общая обработка масштабированных данных была завершена с помощью программ Collaborative Computational Project (32).

Определение и уточнение структуры.

См. SI Материалы и методы для процедур определения структуры. Модели были построены с использованием COOT (33) и уточнены с помощью REFMAC5 (32). Структура, полученная из экологической последовательности, была уточнена по набору данных, собранному из природного кристалла с более высоким разрешением, с использованием разрешения, масштабированного до общего I / σ , равного 1.0 в оболочке с самым высоким разрешением (HRS), а затем в более высокое разрешение путем пошагового уменьшения I / σ с шагом 0,1 до общего I / σ 0,5 в HRS. Это значительно улучшило R / R _free с 26,3 / 33,3 до 19,7 / 24,4 и улучшило качество карт электронной плотности. Структура модели с более высоким разрешением, полученная из O. sativa , была использована для восстановления областей модели с более низким разрешением, где была некоторая неоднозначность в конформациях оснований syn — или anti (рис.S6). Окончательную кристаллографическую статистику можно найти в SI Materials and Methods .

Кристаллические структуры O. sativa и экологическая последовательность были депонированы как коды PDB ID 4QJD и 4QJH, соответственно. Все структурные рисунки были подготовлены с использованием PyMOL (www.pymol.org).

Благодарности

Мы благодарим сотрудников Advanced Photon Source в Аргоннской национальной лаборатории (NECAT 24ID-C) за помощь в сборе рентгеновских данных, J. Watson за помощь в подготовке образцов РНК и сотрудников Breaker Laboratory в Йельском университете за полезное обсуждение.Работа поддержана грантом GM022778 Национальных институтов здравоохранения. D.E. при частичной поддержке программы Национального института здравоохранения по биофизике, грант 5 T32 GM 8283-25.

Сноски

• Вклад авторов: D.E., J.W., and T.A.S. спланированное исследование; D.E. проведенное исследование; D.E. и Дж. проанализированные данные; и D.E., J.W. и T.A.S. написал газету.

• Рецензенты: W.W., Университет Мэриленда; и W.G.S., Калифорнийский университет, Санта-Крус.

• Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

• Размещение данных: координаты атомов и структурные факторы были депонированы в банке данных белков, www.pdb.org (коды PDB 4QJD и 4QJH).

• Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1414571111/-/DCSupplemental.

Катание на воздушной лодке Twister в лагере Lone Cabbage Fish

30 Минутная поездка
30-минутная поездка по травянистое болото живописной реки Сент-Джонс и озера Пуансетт в скорость до 45 миль в час.Капитан вашего катера будет притормозить из-за наших местных дикая природа и у вас будет достаточно времени для просмотра и возьми фотографии дикой природы Сент-Джонс, Включая аллигаторов, белоголовых орланов, болотных птиц и даже возможности посмотреть на диких свиней, коров и многое другое. наше естественное кипарисовое болото с захватывающими дух видами.

Нет требуется предварительное бронирование.

Продолжительность поездки 30 минут

Взрослые: $ 27,10 + 1,90 доллара США налог = 29,00 долларов США
Дети: 15 долларов США.89 + $ 1,11 налог = 17,00 $ (12 лет и младше)

Lil ‘ Twister
Для тем, кто любит приключения или хочет более частный тур, поднимитесь на борту нашего катера Lil ‘Twister. Этот расширенный тур по ОЭС охватывает все наш нормальный пакет услуг, но он продлит время поездки и отправит вам глубже в реку, чем при обычном туре. Вы потратите 60 минут (или 90 минут) путешествия по природе в лучшем случае. Этот пакет ограничено 6 пассажирами с минимум 4 пассажирами. Этот пакет поездок доступен только по предварительному заказу.

В настоящее время бронирование НЕ МОЖЕТ быть сделано онлайн или по электронной почте.
Звоните (321) 632-4199.

Звоните (321) 632-4199 — Звоните по крайней мере 2 за несколько недель до желаемой даты
, чтобы гарантировать доступность.

Маленький Twister 60 минут езды:

Взрослые: $ 51,40 + 3,60 доллара США = 55,00 долларов США
Дети: 32,71 доллара США + 2,29 доллара США налог = 35,00 $ (12 лет и младше)

Lil ‘Twister 90 минут езды:

Взрослые: $ 70,09 + 4,91 доллара США = 75 долларов США.00
Дети: 42,06 доллара + 2,94 доллара налог = 45,00 $ (12 лет и младше)

** Пожалуйста, позвоните по крайней мере за 2 недели до желаемой даты, чтобы убедиться в наличии.

Все наши катера одобрены береговой охраной США. Достаточно парковка для вашего тура группа припарковаться. Автобусы приветствуются.

Время полета на воздушной лодке — 7 дни в неделю с 10:00 до 16:30

Нажмите на купон ниже, чтобы получить скидку в размере $ 2,00 на поездку своей жизни! Действительный до 15 человек в вашей группе.

Геолог Скороговорка

На этой неделе наук о Земле (и далее) мы бросаем вам вызов скороговорке по геологии. Расскажите о своем образце породы. Вы знаете, какой у вас рок? Есть три группы: магматические, осадочные и метаморфические. Это камень, минерал или ископаемое? Даже если вы не знаете, какой у вас камень, скажите что-нибудь о своем камне, минерале или ископаемом.Учителя, используйте эту страницу в любое время, когда предметом вашего курса являются естественные науки с акцентом на геологию.

Скороговорка по геологии, показывающая, что в нашей повседневной жизни встречаются несколько горных пород и минералов. (Общественное достояние.)

Line by Line о наших избранных породах и минералах.

Сланец и сланец могут выглядеть одинаково, это оба камня, сплющенные в параллельные листы, что называется «слоистость», отсюда и путаница.Однако сланец — это метаморфическая порода, которая делает его намного прочнее и тверже, чем сланец, который представляет собой осадочную породу.

шифер

Сланец используется для озеленения и строительства, например, для дорожек и кровельной черепицы. Прежде чем стирать доски, в большинстве школ использовались грифельные доски. Сланец также использовался американскими индейцами и коренными жителями Аляски в своем искусстве, регалиях и инструментах.

Класс начальной школы в 1905 году, где ученики пишут на классных досках грифеля с меньшими « грифелями » на партах.Мел также добывают из горных пород. Первоначально сделанные из минерального мела, сегодняшние классные доски, пастельные тротуары и мелки для тротуаров в основном состоят из минерального гипса. Фото любезно предоставлено цифровыми коллекциями и контентом IMLS (общественное достояние)

До появления металлов, включая сталь и серебро, коренные американцы использовали сланец , ракушки и другие природные материалы для своих амулетов и горетов. Здесь воин-семинол, Os-ce-o-lá, Черный напиток, , носит серебряное колье.В 2019 году ученые Геологической службы США помогли предоставить подробную фотографическую запись сланцевых горжетов и фрагментов, найденных на берегу реки Патаксент в Мэриленде (общественное достояние).

Каменный уголь — это битуминозный уголь, который также иногда называют горючим сланцем. Вероятно, это название произошло от слова «свеча». Каннельный уголь когда-то использовался в качестве источника керосина. (Источник: Донна Пиццарелли, Геологическая служба США. Общественное достояние.)

Сланец

Сланец — это исходный материал в керамической промышленности для изготовления кирпича, плитки и гончарных изделий.Сланец можно измельчить и нагреть вместе с известняком, чтобы получить строительный цемент. Сегодня сланцевый интерес проявляется в нефтяной промышленности, которая использует гидроразрыв для извлечения нефти и природного газа из горючего сланца.

Арсенид платины, сперрилит, является редким минералом и важной рудой платины. Платина — это драгоценный металл, используемый в ювелирных изделиях, стоматологии, а также в виде сплава с другими металлами для электрических контактов, проводов и лабораторных инструментов.Например, сплав платины и кобальта используется для производства постоянных магнитов, которые создают постоянное магнитное поле.

Фотография сперрилита, сделанная Чипом Кларком, Смитсоновская национальная коллекция минералов (общественное достояние).

Да, сера имеет неприятный запах, и ее обычно сравнивают с запахом тухлых яиц. Сера — это химический элемент и минерал. Сера в минеральном состоянии не пахнет, но некоторые сероорганические соединения вызывают неприятный запах.Сера чаще всего встречается возле вулканов и горячих источников. Сера используется в удобрениях, фармацевтических препаратах, антибактериальном мыле и кремах от прыщей. Сера также легко воспламеняется и используется в спичках и фейерверках с применением огнестрельного оружия. Другие минералы и химические вещества используются для создания красок для фейерверков.

Телеобъектив на месторождения серы на одной из нескольких фумарол на северной стене Халемаумау. Фотография Геологической службы США (D. Swanson), 14.08.2019. (Общественное достояние.)

Минерал : Карбид кремния
(состоит из кремния и карбида)
Первичный товар : Диоксид кремния (абразив)
Использование первичного товара : Как следует из их названия, абразивы используются для шлифования, очистки, травления, шлифования отполировать, очистить или иным образом удалить материал
(Источник: Скотт Хорват, Геологическая служба США.Общественное достояние.)

Кремний, которого очень много в земной коре, получают из минерального кварца. Кремний — один из многих минералов, используемых в дисплеях, электронике, схемах, батареях и динамиках вашего мобильного устройства.

Геохимики используют платиновые, кремнеземные и керамические тигли, показанные здесь в стеклянном контейнере, называемом эксикатором.Кремнезем используется потому, что он устойчив к чрезвычайно высоким температурам и потому что он химически инертен. Кремний, связанный с парой молекул кислорода как диоксид кремния, известен как диоксид кремния. (Источник: Донна Пиццарелли, Геологическая служба США, общественное достояние.)

Песчаник — это осадочная порода, состоящая из песчинок размером с песчинки минерального, горного или органического материала. В древности песчаник использовался в качестве строительного материала для храмов, зданий и домов.Из относительно мягкого камня художники вырезали из него декоративные фонтаны и статуи.

Каньон Зайон характеризуется впечатляющими вершинами песчаника . (Фото: Алекс Демас, Геологическая служба США. Общественное достояние.)

Национальный парк Меса-Верде на юго-западе Колорадо был основан в 1906 году для сохранения и защиты артефактов и жилищ, в том числе знаменитых скальных жилищ племен пуэбло, живших в этом районе примерно с 550 по 1300 год нашей эры. Организация Объединенных Наций включила парк в список Всемирного наследия.Геология парка сыграла ключевую роль в жизни этих древних людей. Например, многочисленные (примерно 600) жилищ на скалах тесно связаны с скальным домом Песчаник позднего мелового периода, который при выветривании образует глубокие ниши. Кроме того, древние люди обрабатывали толстые красные лёссовые отложения (переносимая ветром пыль) на вершинах гор, которые благодаря своему гранулометрическому составу обладают хорошими свойствами удержания влаги. Почва в этом лессовом покрове и сезонные дожди позволили этим людям выращивать урожай (кукурузу, бобы и тыкву) на широких вершинах гор.Из брошюры Геологической службы США в дополнение к Карте научных исследований 3224, поверхностной геологической карте национального парка Меса Верде, графство Монтесума, подготовленной в сотрудничестве со Службой национальных парков.

Cliff Palace защищен от непогоды массивными скалами из песчаника Cliff House Sandstone . Темные линии, нарисованные на скалах пустынным лаком, образуются, когда тяжелые металлы, такие как оксиды марганца, растворяются и повторно осаждаются на каменистую поверхность. (Кредит: Энни Скотт, Геологическая служба США.Общественное достояние.)

Большинство окаменелостей встречается в осадочных породах, включая сланец, известняк и песчаник . Показанный здесь блок песчаника содержит большой ископаемый пальмовый лист, найденный на угольных шахтах Кориелл в Колорадо. «Ископаемые растения и животные стали важными инструментами для определения геологического возраста горных пород и их корреляции от одного региона к другому». Это фото было сделано на глазах у группы шахтеров. Ньюкасл. Гарфилд, Колорадо, 1907 год. Фотография и цитата на странице 19 из «Images of the U.S. Geological Survey, 1879–1979 », посвященный 100 ^{годовщине} годовщины Геологической службы США. (Источник: Г.С. Гейл. Общественное достояние.)

Сланец — метаморфическая порода среднего содержания, образованная аргиллитом или сланцем. Как и сланец, это не очень прочный камень. Блеск сланцев обусловлен их составом из мусковита и биотита; их называют слюдяными сланцами. Сланец не имеет широкого применения, но содержащиеся в нем драгоценные камни, образовавшиеся во время метаморфизма сланца, очень ценны.Одним из таких драгоценных камней является гранат, который используется в качестве абразива при промышленной пескоструйной очистке и заменяет ее. Как и красный рубин, гранат веками использовался в ювелирных изделиях.

Минерал : Гранатовый сланец
Первичный товар : Гранат
Использование первичного товара : Гранат в основном используется для абразивов, фильтрации воды и некоторой электроники
(Фото: Скотт Хорват, Геологическая служба США. Общественное достояние.)

(Если вам нужно вырезать-и-вставить)
A Geologist Tongue Twister

Геологи собирают
сланца и сланцевых плит
игристого сперрилита
вонючую серу
серебристый кремний
осадочный песчаник
и осколки и щепки
блестящего сланца