Delist.ru

Молекулярные аспекты функционирования рибосомных РНК (25.12.2007)

Автор: Сергиев Петр Владимирович

Нам удалось доказать, а в ряде случаев опровергнуть, гипотезы о функциональной роли элементов рРНК. Мы получили ответы на вопросы о поддержании структуры декодирующего центра, о роли желоба, по которому аа-тРНК поступает в А участок, о роли Е и Р/Е участков связывания тРНК и о передаче аллостерического сигнала к участку связывания факторов элонгации. Собранный нами набор методов может быть использован и в будущем, для изучения тех молекулярных механизмов работы рибосомы, которые еще не были изучены.

Гены yhhF, ybiN, ygjO и ycbY кодируют ферменты, метилирующие нуклеотиды G966 16S рРНК, A1618, G1835 и G2445 23S рРНК Escherichia coli. Субстратом для YhhF служит 30S субчастица, для YbiN – рибонуклеопротеид, промежуточный в процессе сборки 50S субчастиц, и депротеинизированная 23S рРНК для YgjO и YcbY. Делеции генов yhhF, ybiN, ygjO и ycbY приводят к замедлению роста клеток, но не летальны.

Третичные взаимодействия нуклеотидов A1201 и А1191 спирали 34 16S рРНК, способствуют ассоциации субчастиц и обеспечения точности трансляции.

Сужение, образованное нуклеотидами U2492, C2556 и C2573 23S рРНК на пути перемещения аминоацил-тРНК в А участок не влияет на скорость этого перемещения.

Перемещение деацилированной тРНК из Р в Р/Е участок способствует взаимодействию EF-G*GTP с рибосомой, повышает эффективность и точность транслокации.

Межсубчастичный мостик В1а не важен для транслокации, но способствует формированию структуры 50S субчастицы.

Мутации нуклеотида А960 23S рРНК стабилизируют конформацию рибосомы, в которой нуклеотиды, образующие Р участок 50S субчастицы защищены от действия модифицирующих реагентов.

Взаимодействие петель спиралей 89 и 91 23S рРНК не важно для элонгации трансляции, но способствует функционированию фактора инициации 2.

Прочное взаимодействие EF-G с SRL не важно для GTPазной активности EF-G, но необходимо для транслокации.

Вставка пары нуклеотидов в спираль 42 23S рРНК, предположительно сближающая GAC и SRL, нарушает аллостерическое взаимодействие между Р/Е участком связывания тРНК и участком связывания факторов элонгации, благоприятно для связывания и функциональной активности EF-Tu и ингибирует связывание и функциональную активность EF-G.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в научных журналах

1. Bogdanov A., Dontsova O., Rinke-Appel J., Dokudovskaya S., Lavrik I., Alekseeva K., Spanchenko O., Sergiev P., Baranov P., Shirokova E., Nierhaus K., and Brimacombe R. Thio-substituted derivatives of RNA: application in protein biosynthesis studies. // Nucl. Acids Symp. Ser. - 1994 - v. 31. - p. 273-274.

2. Sergiev P.V., Lavrik I.N., Wlasoff V.A., Dokudovskaya S.S., Dontsova O.A., Bogdanov A.A. and Brimacombe R. The path of mRNA through the bacterial ribosome: A site-directed cross-linking study using new photoreactive derivatives of guanosine and uridine. // RNA. - 1997-v. 3. - p. 464-475.

3. Sergiev P.V., Dokudovskaya S.S., Topin A., Petrov A., Shpanchenko O.V., Dontsova O.A., Brimacombe R. and Bogdanov A.A. The environment of 5S rRNA in the Escherichia coli ribosome: a cross-linking study.// Nucl. Acids Symp. Ser. - 1997 - v. 36. - p. 181-183.

4. Baranov P.V., Sergiev P.V., Dontsova O.A., Bogdanov A.A. and Brimacombe R. The Database of Ribosomal Cross links (DRC). // Nucl. Acids Res. - 1998- v. 26. - p. 187-189.

5. Sergiev P., Dokudovskaya S., Romanova E., Topin A., Bogdanov A., Brimacombe R. and Dontsova O. The environment of 5S rRNA in the ribosome: cross-links to the GTPase-associated area of 23S rRNA. // Nucl. Acids Res. - 1998 - v. 26. - p. 2519-2525.

6. Сергиев П.В., Лаврик И.Н., Докудовская С.С., Донцова О.А. и Богданов А.А. Структура декодирующего центра рибосомы. // Биохимия – 1998 – т.63 – вып. 8. – с. 1129-1143.

7. Леонов А.А., Сергиев П.В., Донцова О.А. и Богданов А.A. Направленное введение фотоаффинных реагентов во внутренние участки РНК. // Молекулярная биология – 1999 – т.33 – с. 1063-1073.

8. Bogdanov A.A., Sergiev P.V., Lavrik I.N., Spanchenko O.V., Leonov A.A., and Dontsova O.A. Modern Site-Directed Cross-Linking Approaches: Implications for Ribosome Structure and Functions. //In The Ribosome; Structure, Function, Antibiotics, and Cellular Interactions/ Eds: Garrett R.A., Douthwaite S.R., Liljas A., Matheson A.T., Moore P.B., and Noller H.F.- 2000 – ASM Press. Washington D.C. – pp.245-255.

9. Sergiev P.V., Bogdanov A.A., Dahlberg A.E., Dontsova O. Mutations at position A960 of E. coli 23 S ribosomal RNA influence the structure of 5 S ribosomal RNA and the peptidyltransferase region of 23S ribosomal RNA. // J. Mol. Biol. – 2000 - v.299. – p.379-389.

10. Matadeen R, Sergiev P, Leonov A, Pape T, van der Sluis E, Mueller F, Osswald M, von Knoblauch K, Brimacombe R, Bogdanov A, van Heel M, Dontsova O. Direct Localization by Cryo-electron Microscopy of Secondary Structural Elements in Escherichia coli 23 S rRNA which Differ from the Corresponding Regions in Haloarcula marismortui. // J. Mol. Biol. - 2001 –v.307. – p.1341-1349.

11. Сергиев П.В., Донцова О.А., Богданов А.А. Изучение структуры прокариотической рибосомы биохимическими методами: Судный день. // Молекулярная биология – 2001 – т.35 – с. 559-583.

12. Kubarenko A.V., Sergiev P.V., Bogdanov A.A., Brimacombe R. and Dontsova O.A. A protonated base pair participating in rRNA tertiary structural interactions. // Nucleic Acids Res. – 2001 – v. 29. – p. 5067-5070.

13. Smith M.W., Meskauskas A., Wang P., Sergiev P., and Dinman J.D. Saturation mutagenesis of 5S rRNA in Saccharomyces cerevisiae. // Mol Cell Biol. – 2001 – v. 21. – p. 8264-8275.

14. Avdeeva O.N., Myasnikov A.G., Sergiev P.V., Bogdanov A.A., Brimacombe R. and Dontsova O.A. The construction of the “minimal” SRP interacting with the translating ribosome but not with specific membrane receptor in E. coli. // FEBS Lett. – 2002 - v. 514. – p. 70-73.

15. Rinke-Appel J., Osswald M., von Knoblauch K., Mueller F., Brimacombe R., Sergiev P., Avdeeva O., Bogdanov A., and Dontsova O. Crosslinking of 4.5S RNA to the Escherichia coli ribosome in the presence or absence of the protein Ffh. // RNA - 2002 – v. 8. – p. 612-625.

16. Sergiev P., Leonov A., Dokudovskaya S., Shpanchenko O., Dontsova O., Bogdanov A., Rinke-Appel J., Mueller F., Osswald M., von Knoblauch K., and Brimacombe R. Correlating the X-ray structures for halo- and thermophylic ribosomal subunits with biochemical data for the Escherichia coli ribosome. // Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, v. LXVI – The Ribosome, CSH Laboratory Press – 2001 – p.87-100.

17. Leonov A.A., Sergiev P.V., Bogdanov A.A., Brimacombe R., Dontsova O.A. Affinity purification of ribosomes with a lethal G2655C mutation in 23 S rRNA that affects the translocation. // J. Biol. Chem. - 2003 - v. 278 - p. 25664-25670.

18. Кубаренко А.В., Лаврик И.Н., Сергиев П.В., Хойпль М., Роднина М., Винтермаер В., Богданов А.А., Донцова О.А. Метод фотоаффинного химического сшивания как способ выявления контактов фактора элонгации G с малой субчастицей рибосомы. // Доклады Академии Наук - 2003 - т.393 - вып.1 - с.124-127.

19. Лаврик И.Н., Сергиев П.В., Богданов А.А., Zimmermann R.A., и Донцова О.А. Рибосома Escherichia coli как модель для апробации новых фотоаффинных аналогов тРНК, содержащих остатки 6-тиогуанозина. // Молекулярная биология – 2004 – т.38 – вып. 5. – с. 937-944.

20. Кубаренко А.В., Сергиев П.В., Роднина М.В. GTPазы аппарата трансляции. // Молекулярная биология – 2005 – т.39 – вып. 5. – с. 746-751.

21. Kiparisov S, Petrov A, Meskauskas A, Sergiev P.V., Dontsova O.A., Dinman J.D. Structural and functional analysis of 5S rRNA in Saccharomyces cerevisiae. // Mol Genet Genomics. - 2005 - v. 274 - pp.235-247.

22. Sergiev P.V., Lesnyak D.V., Burakovsky D.E., Kiparisov S.V., Leonov A.A., Bogdanov A.A., Brimacombe R., Dontsova O.A. Alteration in location of a conserved GTPase-associated center of the ribosome induced by mutagenesis influences the structure of peptidyltransferase center and activity of elongation factor G. // J. Biol. Chem. - 2005 - v. 280 - pp.31882-31889.

23. Sergiev P.V., Kiparisov S.V., Burakovsky D.E., Lesnyak D.V., Leonov A.A, Bogdanov A.A., Dontsova O.A. The conserved A-site finger of the 23 S rRNA: just one of the intersubunit bridges or a part of the allosteric communication pathway? // J. Mol. Biol. - 2005 – v. 353 - pp.116-123.

24. Sergiev P.V., Bogdanov A.A., Dontsova O.A. How can elongation factors EF-G and EF-Tu discriminate the functional state of the ribosome using the same binding site? // FEBS Lett. - 2005 - v. 579 - pp.5439-5442.

25. Sergiev P.V., Lesnyak D.V., Kiparisov S.V., Burakovsky D.E., Leonov A.A, Bogdanov A.A., Brimacombe R., Dontsova O.A.

Function of the ribosomal E-site: a mutagenesis study. // Nucleic Acids Res. - 2005 - v. 33 - pp.6048-6056.

26. Kovalskaya O.N., Sergiev P.V., Bogdanov A.A., Dontsova O.A. // Does a deficiency of the signal recognition particle (SRP)-pathway affect the biosynthesis of its components in Saccharomyces cerevisiae and Escherichia coli? Biochemistry (Mosc). - 2006 - v. 71 - pp.723-729.

27. Кипарисов С.В., Сергиев П.В., Богданов А.А., Донцова О.А. // Конформационные изменения рибосомы в процессе элогнационного цикла. Молекулярная биология – 2006 – т.40 – вып. 4. – с. 1-14.

загрузка...