Изучение сигналузнающих частиц Escherichia coli и Saccharomyces cerevisiae: регуляция экспрессии и взаимодействие с рибосомой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.10, кандидат химических наук Ковальская, Ольга Николаевна

• Ковальская, Ольга Николаевна
• кандидат химических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат химических наук Ковальская, Ольга Николаевна

Содержание.

Ф Список сокращений.

Введение.

Обзор литературы.

1. Строение и функция SRP и SR из клеток животных.11 *

1.1. Структура 7SL РНК.

1.2. Структура Alu-домепа SRP.

1.3. Структура S-домена SRP.

1.4. Структура комплекса рибосома/сигнальный nenmud/SRP.

1.5. Биогенез SRP. ф 1.6. Структура SR.

1.7. Структура комплекса рибосома/сигнальный nenmud/SRP/SR.

1.8. Функция SRP и SR: ранние исследования.

1.9. Функция SRP и SR: сигнальные последовательности.

1.10. Функция SRP и SR: распределение функций между доменами SRP.

1.11. Функция SRP и SR: арест трансляции.

1.12. Функция SRP и SR: длина растущего пептида.

1.13. Функция SRP и SR: SRP - шаперон.

1.14. Функция SRP и SR: SRP54 и сигнальный пептид.

1.15. Функция SRP и SR: взаимодействие SRP и SR, гидролиз GTP.

1.16. Функция SRP и SR: взаимодействие рибосомы и SRa.

• 1.17. Функция SRP и SR: роль SR/1.

1.18. Функция SRP и SR: дополнительная функция гетеродимера SRP9/SRP14.

1.19. Функция SRP и SR: SRP в посттрансляционном транспорте белков.

2. Строение и функция SRP и SR из клеток S. cerevisiae.

2.1. Структура scRl РНК.

2.2. Структура Alu-домена SRP.

2.3. Структура S-домена SRP.

2.4. Биогенез SRP.

2.5. Структура SR.

2.6. Функция SRP и SR: общие полоэ/сения.

2.7. Функция БЯР и БЯ: нарушение генов компонентов БЯР.

3. Строение и функция Б ИР и БИ. из клеток Е. соИ.

3.1. Структура /¡уТг.

3.2. Структура 4.5Б РНК.

3.3. Структура комплекса 4.5Б РНК/Р^М.

3.4. Структура

3.5. Структура комплекса Р/ИМС^зУЫС.

3.6. Функция БЯР и БЯ: ранние исследования.

3.7. Функция БЯР и БЯ: взаимодействие Ррх с 4.5Б РНК.

3.8. Функция БЯР и БЯ: общая схема работы БЯР бактерий.

3.9. Функция БЯР и БЯ: взаимодействие БЯР и БЯ, гидролиз йТР.

3.10. Функция БЯР и БЯ: роль БесА.

3.11. Дополнительная функция 4.5Б РНК.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение сигналузнающих частиц Escherichia coli и Saccharomyces cerevisiae: регуляция экспрессии и взаимодействие с рибосомой»

Транспорт белков - один из важнейших процессов в жизнедеятельности клетки.Транслокация белков через мембрану может осуществляться различными путями.Посттрансляционный транспорт белков происходит после завершения трансляцииполной полипентидной цепи и требует участия шанеронов. Альтернативный путьтранслокации протекает котрансляционно. Такой тип транслокации характерен длябелков, транспортируемых из цитоплазмы в эндоплазматический ретикулум(endoplasmic reticulum, ER), и является важным этапом в биогенезе многих белков,включая секреторные и некоторые мембранные белки. Основным участникомкотрансляционного транснорта является цитоплазматическая сигналузнающая частица(signal recognition particle, SRP). Впервые SRP была обнаружена в клетках животных[1]. Было показано, что SRP состоит из шести белков (SRP9, SRP14, SRP19, SRP54,SRP68 и SRP72) и молекулы 7SL РНК длиной около 300 нуклеотидных остатков [1, 2].Открытие SRP в клетках дрожжей [4] и бактерий [5, 6] позволило говорить осуществовании универсального пути котрансляционного транспорта белков во всехорганизмах, а также сравнить структуру и особенности функционирования SRP изразных источников. SRP Saccharomyces cerevisiae имеет некоторые структурныесходства и отличия от SRP из клеток животных. Белки 8ф14р, 8ф54р, Бфбвр и 8ф72р,входящие в состав SRP S. cerevisiae, являются гомологами белков SRP14, SRP54, SRP68и SRP72 из клеток животных, соответственно. Структурные различия заключаются втом, что SRP РНК S. cerevisiae больше по размеру, чем выделенная из клеток животных(ее длина составляет 519 остатков), белок SRP9 отсутствует, белок SRP19 представленгомологичным ему белком Sec65p, а белок Srpl4p присутствует в виде гомодимера.Кроме того, в состав SRP iS". cerevisiae входит белок Srp21p, характерный только длядрожжей [7]. Общая схема работы SRP S. cerevisiae полностью совпадает со схемойфункционирования SRP из клеток животных: дрожжевая SRP снособна узнаватьрастущий сигнальный нентид, экспонированный на рибосоме, взаимодействовать срибосомой, вызывать остановку трансляции и взаимодействовать с а-субъединицей SRGTP-зависимым способом с последующим высвобождением пептида ивосстановлением трансляции белка на рибосоме [3, 8].В бактерии Escherichia соИ SRP содержит только два комнонента: белок Ffh имолекулу 4.5S РНК, и представляет собой так называемую «минимальную» SRP. БелокFfh и 4.5S РНК являются структурными и функциональными аналогами белка SRP54 идомена IV молекулы 7SL РНК соответственно [5, 6]. В клетках Е. coli роль асубъедипицы SR выполняет ее структурный и функциональный гомолог - белок FtsY[9]. SRP Е. coli способна узнавать сигнальный пептид и взаимодействовать с белкомFtsY, причем это взаимодействие также зависит от GTP [9, 10]. Была такжепродемонстрирована способпость бактериальной SRP взаимодействовать с белком L23рибосомы Е. coli [И, 12]. Вопрос о том, может ли SRP Е. coli вызывать остановкутрансляции, пока остается открытым.10Обзор литературы

Заключение диссертации по теме «Биоорганическая химия», Ковальская, Ольга Николаевна

Выводы

Нуклеотидный остаток Ш4 в 4.58 РНК в присутствии сигнального пептида и белка ИЛ образует контакт с нуклеотидными остатками сегмента 2828-2837 238 рРНК. Нуклеотидные остатки сегмента 29-50 4.58 РНК образуют контакт с 3'-концевым участком 168 рРНК и белком Б1. Образование этих контактов не требует присутствия сигнального пептида и белка РЙ1.

Обнаружение контактов 4.58 РНК с рибосомными РНК позволяет построить модель расположения 4.58 РНК на рибосомных субъединицах. В клетках 5. сегеушае существует взаимосвязь между уровнем синтеза белка мембранного рецептора ЭИР частиц и компонентов собственно 8ИР: отсутствие в клетках & сегеушае а-субъединицы 8Я приводит к уменьшению количества белка Эгр72р и мРНК белков 8гр14р, 8гр21р, 8ес65р, р-субъединицы ЭЯ; количество зсШ РНК в этих условиях не изменяется.

В клетках Е. соИ биосинтез белкового компонента ЭЯР и белка рецептора 811Р происходит независимо.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Ковальская, Ольга Николаевна, 2006 год

1. Walter, P., and Blobel, G. (1980) Purification of a membrane-associated protein complex required for protein translocation across the endoplasmic reticulum. Proc. Nail. Acad. Sci. USA 77: 7112-7116.

2. Walter, P., and Blobel, G. (1982) Signal recognition particle contains a 7S RNA essential for protein translocation across the endoplasmic reticulum. Nature 299: 691-698.

3. Pool, M.R. (2005) Signal recognition particles in chloroplasts, bacteria, yeast and mammals. Mol. Membr. Biol. 22: 3-15.

4. Brennwald, P., Liao, X., Holm, K., Porter, G., and Wise, J.A. (1988) Identification of an essential Schizosaccharomyces pombe RNA homologous to the 7SL component of signal recognition particle. Mol. Cell Biol. 8: 1580-1590.

5. Poritz, M.A., Strub, K., and Walter, P. (1988) Human SRP RNA and E. coli 4.5S RNA contain a highly homologous structural domain. Cell 55: 4-6.

6. Romisch, K., Webb, J., Herz, J., Prehn, S., Frank, R., Vingron, M., and Dobberstein, B. (1989) Homology of 54K protein of signal-recognition particle, docking protein and two E. coli proteins with putative GTP-binding domains. Nature 340: 478-482.

7. Brown, J.D., Hann, B.C., Medzihradszky, K.F., Niwa, M., Burlingame, A.L., and Walter, P. (1994) Subunits of the Saccharomyces cerevisiae signal recognition particle required for its functional expression. EMBOJ. 13: 4390-4400.

8. Mason, N., Ciufo, L.F., and Brown, J.D. (2000) Elongation arrest is a physiologically important function of signal recognition particle. EMBOJ. 19: 4164-4174.

9. Miller, J.D., Bernstein, H.D., and Walter, P. (1994) Interaction of E. coli Ffh/4.5S ribonucleoprotein and FtsY mimics that of mammalian signal recognition particle and its receptor. Nature 367: 657-659.

10. Muller, M., Koch, H.G., Beck, K., and Schafer, U. (2001) Protein traffic in bacteria: multiple routes from the ribosome to and across the membrane. Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 66: 107-157.

11. Gu, S.Q., Peske, F., Wieden, H.J., Rodnina, M.V., and Wintermeyer, W. (2003) The signal recognition particle binds to protein L23 at the peptide exit of the Escherichia coli ribosome. RNA 9: 566-573.13