Изучение взаимодействия импортируемой в митохондрии дрожжевой лизинговой тРНК с предшественником митохондриальной лизил-тРНК-синтетазы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат биологических наук Смирнова, Екатерина Васильевна

• Смирнова, Екатерина Васильевна
• кандидат биологических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Смирнова, Екатерина Васильевна

Список сокращений.

1. Введение.

2. Обзор литературы: неканонические функции аминоацил-тРНК-синтетаз.

2.1. АРСазы: общие сведения.

2.2. Внеклеточные функции АРСаз.

2.2.1. АРСазы как цитокины.

2.2.2. АРСазы как регуляторы ангиогенеза.

2.2.3. Участие АРСаз в сборке ретровирусных вирионов.

2.2.4. АРСазы как аутоантитела.

2.3. Цитоплазматические функции АРСаз.

2.3.1. АРСазы как регуляторы апоптоза.

2.3.2. АРСазы как регуляторы трансляции.

2.3.3. Необычные реакции, катализируемые АРСазами.

2.3.4. Участие АРСаз в репликации ДНК у бактерий.

2.3.5. АРСазы как регуляторы транскрипции генов.

2.4. Ядерные функции АРСаз.

2.4.1. Участие АРСаз в синтезе рРНК.

2.4.2. Участие АРСаз в формировании 3'-конца молекулы мРНК.

2.4.3. Участие АРСаз в экспорте тРНК в цитозоль.

2.5. Митохондриальные функции АРСаз.

2.5.1. Участие АРСаз в сплайсинге интронов группы I митохондриальных РНК.

2.5.2. Участие АРСаз в импорте тРНК в митохондрии.

3. Материалы и методы.

3.1. Материалы.

3.1.1. Реактивы.

3.1.2. Растворы.

3.1.3. Коммерческие наборы.

3.1.4. Приборы, оборудование и расходные материалы.

3.1.5. Программное обеспечение.

3.1.6. Штаммы микроорганизмов.

3.1.7. Питательные среды.

3.1.8. Генно-инженерные конструкции.

3.1.9. Олигонуклеотиды.

3.2. Методы.

3.2.1. Полимеразная цепная реакция.

3.2.2. Рестрикция.

3.2.3. Электрофорез в агарозном геле.

3.2.4. Дефосфорилирование.

3.2.5. Очистка продуктов реакции рестрикции, ПЦР или реакции дефосфорилирования.

3.2.6. Лигирование.

3.2.7. Переосаждение НК.

3.2.8. Трансфекция клеток S. cerevisiae.

3.2.9. Измерение поглощения кислорода клетками S. cerevisiae.

3.2.10. Определение фенотипов штаммов дрожжей S. cerevisiae.

3.2.11. Транформация клеток Е. coli.

3.2.12. Выделение общеклеточной ДНК из клеток S. cerevisiae.

3.2.13. Выделение фракции плазмидной ДНК из клеток Е. coli.

3.2.14. Измерение содержания белка в препарате методом Бредфорд.

3.2.15. Выделение митохондрий из клеток S. cerevisiae.

3.2.16. Выделение промитохондрий из клеток S. cerevisiae.

3.2.17. Выделение фракции малых РНК из митохондрий или промитохондрий) клеток S. cerevisiae.

3.2.18. Выделение тотальной РНК из клеток S. cerevisiae.

3.2.19. Электрофорез РНК в полиакриламидном геле.

3.2.20. Нозерн-блот гибридизация.

3.2.21. Вестерн-блот гибридизация.

3.2.22. In vitro Т7-транскрипция.

3.2.23. Аминоацилирование тРНК.

3.2.24. Транспорт радиоактивно-меченных тРНК в изолированные митохондрии дрожжей (импорт in vitro).

3.2.25. Метод задержки в геле.

3.2.26. Выделение тРЛ1 в аминоацилированной форме из клеток S. cerevisiae.

3.2.27 Проверка статуса аминоацилирования тРНК.

3.2.28. Гетерологическая экспрессия белков в клетках Е. coli.

3.2.29. Аффинная хроматография белков с применение носителя с иммобилизованными ионами никеля (Ni-агарозы).

3.2.30. Измерение кругового дихроизма белков.

4. Результаты и обсуждение.

4.1. Поиск участков preMsklp, являющихся ответственными за импорт tPJII в митохондрии дрожжей.

4.2. Мутагенез участков Н1-НЗ и Н5-Н6 и исследование влияния мутаций на импорт tPJII.

4.3. Исследование влияния участков di и d2 на импорт tPJII в митохондрии.

4.4. Поиск участков preMsklp, определяющих специфичность импорта тРЛ1 in vivo.

4.5. Разработка методики экспрессии preMsklp.

Выводы.

Благодарности.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение взаимодействия импортируемой в митохондрии дрожжевой лизинговой тРНК с предшественником митохондриальной лизил-тРНК-синтетазы»

Митохондрии обладают собственным геномом и системой синтеза белка, однако большинство генов в ходе эволюции перенеслось из митохондриального генома в ядерный. В связи с этим из цитоплазмы в митохондрии импортируется значительное число макромолекул: как белков, так и РНК. Количество импортируемых в митохондрии белков у всех организмов значительно превосходит количество белков, синтезируемых в ми-тохондриальном матриксе (например, у человека в митохондриях синтезируется 13, а у S. cerevisiae — 9 белков из более чем тысячи необходимых для функционирования орга-нелл). В то же время, количество импортируемых РНК значительно варьируется от вида к виду. Так, например, у простейших рода Tetrahymena из 36 митохондриальных тРНК из цитоплазмы импортируется 26, у растения M. polymorpha импортируется 2 тРНК, а 27 закодировано в митохондриальном геноме, у дрожжей S. cerevisiae импортируется лишь одна лизиновая тРНК. У млекопитающих тРНК в митохондрии не импортируются, однако показан импорт 5S рРНК и РНК, входящих в состав РНКаз Р и MRP.

Несмотря на то, что у млекопитающих отсутствует конститутивный импорт тРНК, в их клетках есть все необходимое для осуществления этого процесса. Было показано, что производные импортируемой дрожжевой тРНК (tPJII) при экспрессии их генов в клетках человека начинают импортироваться в митохондрии млекопитающих и включаться в процесс трансляции (Kolesnikova et al., 2004). Это позволяет предполагать, что импорт тРНК в митохондрии у дрожжей и млекопитающих происходит по одному и тому же механизму. Значительное количество наследственных заболеваний человека ассоциировано с мутациями в ми-тохондриальной ДНК. Эти мутации зачастую затрагивают гены тРНК. Импорт не мутированных тРНК из цитоплазмы и их включение в митохондриальную трансляцию позволил бы су-прессировать такие мутации.

Импорт tPJI 1 в митохондрии дрожжей является высокоспецифичным процессом. В определении его специфичности играет роль не только нуклеотидная последовательность импортируемой тРНК, но и структура белка-переносчика, которым является предшественник митохондриальной лизил-тРНК-синтетазы (preMsklp). Этот белок после импорта в митохондрии подвергается протеолитическому расщеплению, в результате которого теряет сигнал митохондриальной локализации. После этого белок становится функциональным в качестве аминоацил-тРНК-синтетазы и выполняет свою основную функцию - аминоацилирует митохондриальную лизиновую тРНК (тРЛЗ). Ранее в нашей лаборатории было показано in vitro, что мутагенез определенных участков preMsklp расширяет набор импортируемых молекул. В нашей работе мы попытались определить степень вовлеченности этих участков в обеспечение импорта тРЛ1 в митохондрии, а также их роль в процессе определения специфичности импорта.

Целью данной работы было выявление в составе белка preMsklp участков, обеспечивающих процесс импорта тРЛ1 в митохондрии дрожжей, и определение, как мутагенез этих участков влияет на процесс импорта тРЛ1, а также выявление участка белка, отвечающего за определение специфичности импорта тРНК в митохондрии дрожжей.

Для достижения этих целей были поставлены следующие экспериментальные задачи:

1) Сравнить последовательность preMsklp с известной последовательностью лизил-тРНК-синтетазы Е. coli, найти участки, по которым отличается вторичная структура белков.

2) С помощью сайт-направленного мутагенеза создать мутантные версии preMsklp с делениями найденных участков.

3) Используя методы задержки в геле и in vitro импорта тРНК в митохондрии, определить, способны ли мутантные версии белка связывать тРЛ1 и направлять ее импорт в изолированные митохондрии.

4) Создать штаммы дрожжей с заменой гена MSK1 на одну из его мутантных версий. Определить фенотипическое проявление мутаций в гене MSK1.

5) Выделить митохондрии из мутантных штаммов дрожжей и методом Норзерн-блот гибридизации определить, какие из цитозольных малых РНК присутствуют в митохон-дриальном матриксе.

6) Подобрать условия гетерологической экспрессии гена MSK1 в клетках Е. coli, приводящей к синтезу белка в растворимой форме.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ НЕКАНОНИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ АМИНОАЦИЛ-тРНК-СИНТЕТАЗ

На протяжении десятков лет постулат «один белок - одна функция» считался аксиомой. Однако сейчас становится понятным, что клеточные белки работают в составе сложной сети, разветвленность которой достигается за счет многофункциональности многих белков. Хорошо изученным примером белка с несколькими функциями является цитохром с, который не только участвует в синтезе АТФ в митохондриях, но также может высвобождаться из митохондрий (например, при серьезном повреждении ДНК) и приводить к активации каскада каспаз и, в результате, к апоптозу (Ко et al., 2002). Белок может действовать по-разному в разных клеточных компартментах; в клетке и после секреции в межклеточное пространство; в мономерном или олигомерном состоянии; при связывании разных лигандов и т.д. (Jeffery, 1999).

Многие аминоацил-тРНК-синтетазы (АРСазы) также являются многофункциональными белками. Помимо своей основной функции - ковалентного присоединения аминокислоты к соответствующей тРНК - они могут участвовать в транспорте тРНК, сплайсинге РНК, апоптозе, регуляции транскрипции и трансляции (Ibba and Soll, 2001), (Martinis et al., 1999), передаче сигнала от внешней среды внутрь клетки (Wakasugi and Schimmel, 1999b). Эти неканонические функции были обнаружены у АРСаз самых разных групп живых организмов. Предположительно, АРСазы приобрели дополнительные функции для связывания процесса белкового синтеза с другими процессами, протекающими в клетке (Ко et al., 2002).

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Смирнова, Екатерина Васильевна

выводы

1. In vitro и in vivo картирован участок предшественника митохондриальной лизил-тРНК-синтетазы дрожжей, отвечающий за обеспечение доставки импортируемой ли-зиновой тРНК в митохондрии: этот участок включает в себя аминокислоты 208-243 (a-спирали Н5 и Н6, а также (3-элемент А6).

2. Установлено, что вторичная структура участка предшественника митохондриальной лизил-тРНК-синтетазы дрожжей (аминокислоты 208-243) в контексте полноразмерного белка критична для доставки импортируемой лизиновой тРНК в митохондрии in vivo.

3. Укороченные версии N-концевого домена предшественника митохондриальной ли-зил-тРНК-синтетазы (аминокислоты 1-199, 1-164, 1-146 и 1-98) способны направлять неспецифический импорт тРНК в митохондрии дрожжей.

4. Присутствие в митохондриях в норме не импортируемой цитоплазматической алани-новой тРНК не нарушает митохондриальную функцию клеток дрожжей.

5. Делеция аминокислот 148-151 предшественника митохондриальной лизил-тРНК-синтетазы дрожжей приводит к двухкратному увеличению количества импортируемой цитоплазматической лизиновой тРНК в митохондриях по сравнению с нормальными значениями. Это не отражается на дыхательной функции клеток дрожжей. В то же время, делеция аминокислот 128-133 и одновременная делеция аминокислот 128-133 и 148-151 приводят к увеличению количества импортируемой цитоплазматической лизиновой тРНК в митохондриях в 9 и в 18 раз, соответственно, по сравнению с нормальными значениями. Это ассоциировано с существенными нарушениями дыхательной функции клеток дрожжей.

БЛАГОДАРНОСТИ

Я выражаю огромную признательность моим оппонентам Людмиле Александровне Новиковой и Вячеславу Адамовичу Колбу за критические замечания и внимательное отношение к моей работе.

Я бесконечно благодарна своему научному руководителю Петру Андреевичу Каменскому за внимательное и чуткое руководство, за интерес к науке, который появился у меня во многом благодаря Петру Андреевичу, за то, что Петр Андреевич собрал вокруг себя людей, с которыми всегда было интересно работать и общаться. Я благодарна всем своим коллегам (сотрудникам, аспирантам и студентам): Игорю Александровичу Крашенинникову, Сергею Левицкому, Елизавете Виноградовой, Антону Кузьменко, Валентине Лакуниной, Марии Бале-вой, Ивану Чичерину, Станиславу Захарову - за веселую атмосферу понимания, взаимопомощи и конструктивной критики, царившую в нашей группе на протяжении всех тех лет, которые я в ней провела. Я смело могу назвать коллег моими дорогими друзьями и близкими мне людьми.

Я благодарю всех сотрудников, аспирантов и студентов кафедры молекулярной биологии, с которыми я имела удовольствие работать и общаться на протяжении всей учебы и работы над диссертацией. Отдельно хочу выразить огромную признательность всем преподавателям кафедры за знания, которые я получила во время учебы.

Хочу выразить глубочайшую признательность и искреннюю благодарность Нине Сергеевне Энтелис и Ивану Тарасову, моим (пусть и неофициальным) дорогим научным руководителям. Я бесконечно рада тому, что у меня была возможность работать в лаборатории в Страсбурге под их чутким руководством.

Также хочу от всей души поблагодарить бывших и нынешних сотрудников лаборатории молекулярной генетики, геномики и микробиологии Университета Страсбурга (Франция) - моих друзей, оказывавших мне огромную поддержку: Ольгу Колесникову, Юрия Харченкова, Александра Смирнова, Ольгу Каричеву, Михаила Высоких. Хочу поблагодарить французских коллег, особенно Робера Мартена, Анн-Мари Эккель, Яна Тонена, Тома Ширца за помощь в работе и чудесную атмосферу в лаборатории.

Отдельной строкой хочу поблагодарить моих друзей и всю мою семью и особенно - моего мужа, без всемерной поддержки которых эта работа никогда бы не появилась на свет.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Смирнова, Екатерина Васильевна, 2012 год

1. Akins, R.A., and Lambowitz, A.M. (1987). A protein required for splicing group I intronsin Neurospora mitochondria is mitochondrial tyrosyl-tRNA synthetase or a derivative thereof. Cell 50, 331-345.

2. Alen, C., Kent, N.A., Jones, H.S., O'Sullivan, J., Aranda, A., and Proudfoot, N.J. (2002). Arole for chromatin remodeling in transcriptional termination by RNA polymerase II. Mol Cell 10, 1441-1452.

3. Arts, G.J., Kuersten, S., Romby, P., Ehresmann, В., and Mattaj, I.W. (1998). The role ofexportin-t in selective nuclear export of mature tRNAs. EMBO J 17, 7430-7441.

4. Azad, A.K., Stanford, D.R., Sarkar, S., and Hopper, A.K. (2001). Role of nuclear pools ofaminoacyl-tRNA synthetases in tRNA nuclear export. Mol Biol Cell 12, 1381-1392.

5. Baneyx, F., and Mujacic, M. (2004). Recombinant protein folding and misfolding in Escherichiacoli. Nat Biotechnol 22, 1399-1408.

6. Bielli, P., and Calabrese, L. (2002). Structure to function relationships in ceruloplasmin: amoonlighting' protein. Cell Mol Life Sci 59, 1413-1427.

7. Blanquet, S., Plateau, P., and Brevet, A. (1983). The role of zinc in 5',5'-diadenosine tetraphosphateproduction by aminoacyl-transfer RNA synthetases. Mol Cell Biochem 52,3-11.

8. Bukau, В., and Horwich, A.L. (1998). The Hsp70 and Hsp60 chaperone machines. Cell 92,351-366.

9. Burbaum, J.J., Starzyk, R.M., and Schimmel, P. (1990). Understanding structural relationships inproteins of unsolved three-dimensional structure. Proteins 7, 99-111.

10. Calendar, R., and Berg, P. (1966). The catalytic properties of tyrosyl ribonucleic acidsynthetases from Escherichia coli and Bacillus subtilis. Biochemistry 5, 1690-1695.

11. Cech, T.R., and Bass, B.L. (1986). Biological catalysis by RNA. Annu Rev Biochem 55, 599-629.

12. Cen, S., Javanbakht, H., Kim, S., Shiba, K., Craven, R., Rein, A., Ewalt, K., Schimmel, P.,

13. Musier-Forsyth, K., and Kleiman, L. (2002). Retrovirus-specific packaging of aminoacyl-tRNA synthetases with cognate primer tRNAs. J Virol 76, 13111-13115.

14. Cen, S., Javanbakht, H., Niu, M., and Kleiman, L. (2004). Ability of wild-type and mutantlysyl-tRNA synthetase to facilitate tRNA(Lys) incorporation into human immunodeficiency virus type 1. J Virol 78, 1595-1601.

15. Cen, S., Khorchid, A., Javanbakht, H., Gabor, J., Stello, Т., Shiba, K., Musier-Forsyth, K., and

16. Kleiman, L. (2001). Incorporation of lysyl-tRNA synthetase into human immunodeficiency virus type 1. J Virol 75, 5043-5048.

17. Cerini, C., Kerjan, P., Astier, M., Gratecos, D., Mirande, M., and Semeriva, M. (1991). Acomponent of the multisynthetase complex is a multifunctional aminoacyl-tRNA synthetase. Embo J 10, 4267-4277.

18. Chen, X., Mohr, G., and Lambowitz, A.M. (2004). The Neurospora crassa CYT-18 protein Cterminal RNA-binding domain helps stabilize interdomain tertiary interactions in group I introns. RNA 10, 634-644.

19. Coultas, L., Chawengsaksophak, K., and Rossant, J. (2005). Endothelial cells and VEGF invascular development. Nature 438, 937-945.

20. Cox, R.P., and King, J.C. (1975). Gene expression in cultured mammalian cells. Int Rev1. Cytol 43, 281-351.

21. Cusack, S., Yaremchuk, A., and Tukalo, M. (2000). The 2 A crystal structure of leucyl-tRNAsynthetase and its complex with a leucyl-adenylate analogue. EMBO J 19, 2351-2361.

22. Delage, L., Duchene, A.M., Zaepfel, M., and Marechal-Drouard, L. (2003). The anticodon andthe D-domain sequences are essential determinants for plant cytosolic tRNA(Val) import into mitochondria. Plant J 34, 623-633.

23. Dietrich, A., Marechal-Drouard, L., Carneiro, V., Cosset, A., and Small, I. (1996). A single basechange prevents import of cytosolic tRNA(Ala) into mitochondria in transgenic plants. Plant J 10, 913-918.

24. Entelis, N., Brandina, I., Kamenski, P., Krasheninnikov, I.A., Martin, R.P., and Tarassov, I.2006). A glycolytic enzyme, enolase, is recruited as a cofactor of tRNA targeting toward mitochondria in Saccharomyces cerevisiae. Genes Dev 20, 1609-1620.

25. Entelis, N., Kolesnikova, O., Kazakova, H., Brandina, I., Kamenski, P., Martin, R.P., and

26. Tarassov, I. (2002). Import of nuclear encoded RNAs into yeast and human mitochondria: experimental approaches and possible biomedical applications. Genet Eng (N Y) 24, 191-213.

27. Entelis, N.S., Kieffer, S., Kolesnikova, O.A., Martin, R.P., and Tarassov, I.A. (1998). Structuralrequirements of tRNALys for its import into yeast mitochondria. Proc Natl Acad Sci U S A 95, 2838-2843.

28. Entelis, N.S., Kolesnikova, O.A., Dogan, S., Martin, R.P., and Tarassov, I.A. (2001). 5 S rRNAand tRNA import into human mitochondria. Comparison of in vitro requirements. J Biol Chem 276, 45642-45653.

29. Eriani, G., Delarue, M., Poch, O., Gangloff, J., and Moras, D. (1990). Partition of tRNA synthetasesinto two classes based on mutually exclusive sets of sequence motifs. Nature 347, 203-206.

30. Ewalt, K.L., and Schimmel, P. (2002). Activation of angiogenic signaling pathways by twohuman tRNA synthetases. Biochemistry 41, 13344-13349.

31. Fleckner, J., Martensen, P.M., Tolstrup, A.B., Kjeldgaard, N.O., and Justesen, J. (1995).

32. Differential regulation of the human, interferon inducible tryptophanyl-tRNA synthetase by various cytokines in cell lines. Cytokine 7, 70-77.

33. Francin, M., Kaminska, M., Kerjan, P., and Mirande, M. (2002). The N-terminal domainof mammalian Lysyl-tRNA synthetase is a functional tRNA-binding domain. J Biol Chem 277, 1762-1769.

34. Francklyn, C., Perona, J.J., Puetz, J., and Hou, Y.M. (2002). Aminoacyl-tRNA synthetases:versatile players in the changing theater of translation. Rna 8,1363-1372.

35. Fukui, H., Hanaoka, R., and Kawahara, A. (2009). Noncanonical activity of seryl-tRNAsynthetase is involved in vascular development. Circ Res 104, 1253-1259.

36. Gietz, R.D., and Woods, R.A. (2006). Yeast transformation by the LiAc/SS Carrier DNA/PEGmethod. Methods Mol Biol 313, 107-120.

37. Guo, R.T., Chong, Y.E., Guo, M., and Yang, X.L. (2009). Crystal structures and biochemicalanalyses suggest a unique mechanism and role for human glycyl-tRNA synthetase in Ap4A homeostasis. J Biol Chem 284, 28968-28976.

38. Herbert, C.J., Labouesse, M., Dujardin, G., and Slonimski, P.P. (1988). The NAM2 proteinsfrom S. cerevisiae and S. douglasii are mitochondrial leucyl-tRNA synthetases, and are involved in mRNA splicing. Embo J 7, 473-483.

39. Herzog, W., Muller, K., Huisken, J., and Stainier, D.Y. (2009). Genetic evidence for anoncanonical function of seryl-tRNA synthetase in vascular development. Circ Res 104, 1260-1266.

40. Hountondji, C., Dessen, P., and Blanquet, S. (1986). Sequence similarities among the family ofaminoacyl-tRNA synthetases. Biochimie 68,1071-1078.

41. Ibba, M., and Soil, D. (2001). The renaissance of aminoacyl-tRNA synthesis. EMBO Rep 2, 382-387.

42. Jakubowski, H. (1990). Proofreading in vivo: editing of homocysteine by methionyl-tRNAsynthetase in Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci U S A 87, 4504-4508.

43. James, A.M., Wei, Y.H., Pang, C.Y., and Murphy, M.P. (1996). Altered mitochondrialfunction in fibroblasts containing MELAS or MERRF mitochondrial DNA mutations. Biochem J 318 (Pt 2), 401-407.

44. Jeffery, C.J. (1999). Moonlighting proteins. Trends Biochem Sci 24, 8-11.

45. Jia, J., Arif, A., Ray, P.S., and Fox, P.L. (2008). WHEP domains direct noncanonicalfunction of glutamyl-Prolyl tRNA synthetase in translational control of gene expression. Mol Cell 29, 679-690.

46. Johanson, K., Hoang, T., Sheth, M., and Hyman, L.E. (2003). GRS1, a yeast tRNA synthetasewith a role in mRNA 3' end formation. J Biol Chem 278, 35923-35930.

47. Kamenski, P., Kolesnikova, O., Jubenot, V., Entelis, N., Krasheninnikov, I.A., Martin, R.P., and

48. Tarassov, I. (2007). Evidence for an adaptation mechanism of mitochondrial translation via tRNA import from the cytosol. Mol Cell 26, 625-637.

49. Kawahara, A., and Stainier, D.Y. (2009). Noncanonical activity of seryl-transfer RNAsynthetase and vascular development. Trends Cardiovasc Med 19, 179-182.

50. Kelley, L.A., and Sternberg, M.J. (2009). Protein structure prediction on the Web: a case studyusing the Phyre server. Nat Protoc 363-371.

51. Kempf, B., and Bremer, E. (1998). Uptake and synthesis of compatible solutes as microbialstress responses to high-osmolality environments. Arch Microbiol 170, 319-330.

52. Kepp, O., Gdoura, A., Martins, I., Panaretakis, T., Schlemmer, F., Tesniere, A., Fimia, G.M.,

53. Ciccosanti, F., Burgevin, A., Piacentini, M., et al. (2010). Lysyl tRNA synthetase is required for the translocation of calreticulin to the cell surface in immunogenic death. Cell Cycle 9, 3072-3077.

54. Khorchid, A., Javanbakht, H., Wise, S., Halwani, R., Parniak, M.A., Wamberg, M.A., and

55. Kleiman, L. (2000). Sequences within Prl60gag-pol affecting the selective packaging of primer tRNA(Lys3) into HIV-1. J Mol Biol 299, 17-26.

56. Kisselev, L.L., and Wolfson, A.D. (1994). Aminoacyl-tRNA synthetases from highereukaryotes. Prog Nucleic Acid Res Mol Biol 48, 83-142.

57. Kittle, J.D., Jr., Mohr, G., Gianelos, J.A., Wang, H., and Lambowitz, A.M. (1991). The

58. Neurospora mitochondrial tyrosyl-tRNA synthetase is sufficient for group I intron splicing in vitro and uses the carboxy-terminal tRNA-binding domain along with other regions. Genes Dev 5, 1009-1021.

59. Kleiman, L., Jones, C.P., and Musier-Forsyth, K. (2010). Formation of the tRNALys packagingcomplex in HIV-1. FEBS Lett 584, 359-365.

60. Ko, Y.G., Kang, Y.S., Kim, E.K., Park, S.G., and Kim, S. (2000). Nucleolar localization of humanmethionyl-tRNA synthetase and its role in ribosomal RNA synthesis. J Cell Biol 149, 567-574.

61. Ko, Y.G., Kim, E.Y., Kim, T„ Park, H., Park, H.S., Choi, E.J., and Kim, S. (2001). Glutaminedependent antiapoptotic interaction of human glutaminyl-tRNA synthetase with apoptosis signal-regulating kinase 1. J Biol Chem 276, 6030-6036.

62. Ko, Y.G., Park, H., and Kim, S. (2002). Novel regulatory interactions and activities ofmammalian tRNA synthetases. Proteomics 2, 1304-1310.

63. Kobor, M.S., and Greenblatt, J. (2002). Regulation of transcription elongation by phosphorylation. Biochim Biophys Acta 1577, 261-275.

64. Kolesnikova, O., Entelis, N., Kazakova, H., Brandina, I., Martin, R.P., and Tarassov, I. (2002).

65. Targeting of tRNA into yeast and human mitochondria: the role of anticodon nucleotides. Mitochondrion 2, 95-107.

66. Kolesnikova, O.A., Entelis, N.S., Jacquin-Becker, C., Goltzene, F., Chrzanowska-Lightowlers,

67. Z.M., Lightowlers, R.N., Martin, R.P., and Tarassov, I. (2004). Nuclear DNA-encoded tRNAs targeted into mitochondria can rescue a mitochondrial DNA mutation associated with the MERRF syndrome in cultured human cells. Hum Mol Genet 13, 2519-2534.

68. Koontz, S.W., and Schimmel, P.R. (1979). Aminoacyl-tRNA synthetase-catalyzed cleavage ofthe glycosidic bond of 5-halogenated uridines. J Biol Chem 254, 12277-12280.

69. Kovaleva, G.K., Tarusova, N.B., and Kiselev, L.L. (1988). Hydrolytic activity of bovinetryptophanyl-tRNA-synthetase cause by removal of Zn2+. Mol Biol (Mosk) 22,1307-1314.

70. Kues, U., and Stahl, U. (1989). Replication of plasmids in gram-negative bacteria. Microbiol1. Rev 53, 491-516.

71. Kumar, A.M., and Nayak, R. (1990). Glycosidic bond cleavage of 5-fluoro-2'-deoxyuridine and 5fluorouridine by amino acyl-tRNA synthetases. Biochem Biophys Res Commun 173, 731-735.

72. Laemmli, U.K. (1970). Cleavage of structural proteins during the assembly of the head ofbacteriophage T4. Nature 227, 680-685.

73. Lage, H., and Dietel, M. (1996). Cloning of a human cDNA encoding a protein with highhomology to yeast methionyl-tRNA synthetase. Gene 178, 187-189.

74. Leveque, F., Plateau, P., Dessen, P., and Blanquet, S. (1990). Homology of lysS and lysU, thetwo Escherichia coli genes encoding distinct lysyl-tRNA synthetase species. Nucleic Acids Res 18, 305-312.

75. Lund, E., and Dahlberg, J.E. (1998). Proofreading and aminoacylation of tRNAs before exportfrom the nucleus. Science 282, 2082-2085.

76. Magrath, C., and Hyman, L.E. (1999). A mutation in GRS1, a glycyl-tRNA synthetase, affects3'-end formation in Saccharomyces cerevisiae. Genetics 152, 129-141.

77. Martin, R.P., Schneller, J.M., Stahl, A.J., and Dirheimer, G. (1979). Import of nucleardeoxyribonucleic acid coded lysine-accepting transfer ribonucleic acid (anticodon C-U-U) into yeast mitochondria. Biochemistry 18, 4600-4605.

78. Martin, R.P., Sibler, A.P., Gehrke, C.W., Kuo, K., Edmonds, C.G., McCloskey, J.A., and

79. Dirheimer, G. (1990). 5-[(carboxymethyl)amino.methyl]uridine is found in the anticodon of yeast mitochondrial tRNAs recognizing two-codon families ending in a purine. Biochemistry 29, 956-959.

80. Martinis, S.A., Plateau, P., Cavarelli, J., and Florentz, C. (1999). Aminoacyl-tRNA synthetases: afamily of expanding functions. Mittelwihr, France, October 10-15,1999. Embo J 18,4591-4596.

81. Masukata, H., and Tomizawa, J. (1986). Control of primer formation for ColEl plasmidreplication: conformational change of the primer transcript. Cell 44, 125-136.

82. Miller, F.W., Waite, K.A., Biswas, T., and Plotz, P.H. (1990). The role of an autoantigen,histidyl-tRNA synthetase, in the induction and maintenance of autoimmunity. Proc Natl Acad SciUS AS7, 9933-9937.

83. Mirande, M. (1991). Aminoacyl-tRNA synthetases and DNA replication. Molecular mimicrybetween RNAII and tRNA(Lys). FEBS Lett 283, 1-3.

84. Moras, D. (1992). Structural and functional relationships between aminoacyl-tRNA synthetases.

85. Trends Biochem Sci 17, 159-164.

86. Moras, D. (1993). Structural aspects and evolutionary implications of the recognition betweentRNAs and aminoacyl-tRNA synthetases. Biochimie 75, 651-657.

87. Mukhopadhyay, C.K., Mazumder, B., Lindley, P.F., and Fox, P.L. (1997). Identification of theprooxidant site of human ceruloplasmin: a model for oxidative damage by copper bound to protein surfaces. Proc Natl Acad Sci U S A 94, 11546-11551.

88. Mursinna, R.S., and Martinis, S.A. (2002). Rational design to block amino acid editing of atRNA synthetase. J Am Chem Soc 124, 7286-7287.

89. Myers, C.A., Kuhla, B., Cusack, S., and Lambowitz, A.M. (2002). tRNA-like recognition ofgroup I introns by a tyrosyl-tRNA synthetase. Proc Natl Acad Sci U S A 99, 2630-2635.

90. Nathanson, L., and Deutscher, M.P. (2000). Active aminoacyl-tRNA synthetases are present innuclei as a high molecular weight multienzyme complex. J Biol Chem 275, 31559-31562.

91. Nureki, O., Vassylyev, D.G., Tateno, M., Shimada, A., Nakama, T., Fukai, S., Konno, M.,

92. Hendrickson, T.L., Schimmel, P., and Yokoyama, S. (1998). Enzyme structure with two catalytic sites for double-sieve selection of substrate. Science 280, 578-582.

93. Obeid, M., Tesniere, A., Ghiringhelli, F., Fimia, G.M., Apetoh, L., Perfettini, J.L., Castedo, M.,

94. Mignot, G., Panaretakis, T., Casares, N., et al. (2007). Calreticulin exposure dictates the immunogenicity of cancer cell death. Nat Med 13, 54-61.

95. Oganesyan, N., Ankoudinova, I., Kim, S.H., and Kim, R. (2007). Effect of osmotic stressand heat shock in recombinant protein overexpression and crystallization. Protein Expr Purif 52, 280-285.

96. Olsen, J.V., Blagoev, B., Gnad, F., Macek, B., Kumar, C., Mortensen, P., and Mann, M.2006). Global, in vivo, and site-specific phosphorylation dynamics in signaling networks. Cell 127, 635-648.

97. Onesti, S., Miller, A.D., and Brick, P. (1995). The crystal structure of the lysyl-tRNA synthetase1.sU) from Escherichia coli. Structure 3, 163-176.

98. Orozco, I.J., Kim, S.J., and Martinson, H.G. (2002). The poly(A) signal, without the assistanceof any downstream element, directs RNA polymerase II to pause in vivo and then to release stochastically from the template. J Biol Chem 277, 42899-42911.

99. Otani, A., Slike, B.M., Dorrell, M.I., Hood, J., Kinder, K., Ewalt, K.L., Cheresh, D., Schimmel,

100. P., and Friedlander, M. (2002). A fragment of human TrpRS as a potent antagonist of ocular angiogenesis. Proc Natl Acad Sei U S A 99, 178-183.

101. Putney, S.D., Sauer, R.T., and Schimmel, P.R. (1981). Purification and properties ofalanine tRNA synthetase from Escherichia coli A tetramer of identical subunits. J Biol Chem 256, 198-204.

102. Putney, S.D., and Schimmel, P. (1981). An aminoacyl tRNA synthetase binds to a specific DNAsequence and regulates its gene transcription. Nature 291, 632-635.

103. Quevillon, S., and Mirande, M. (1996). The pl8 component of the multisynthetase complexshares a protein motif with the beta and gamma subunits of eukaryotic elongation factor 1. FEBS Lett 395, 63-67.

104. Ray, P.S., and Fox, P.L. (2007). A post-transcriptional pathway represses monocyte VEGF-Aexpression and angiogenic activity. Embo J 26, 3360-3372.

105. Rho, S.B., Kim, M.J., Lee, J.S., Seol, W., Motegi, H., Kim, S., and Shiba, K. (1999). Geneticdissection of protein-protein interactions in multi-tRNA synthetase complex. Proc Natl Acad Sei US A 96, 4488-4493.

106. Rho, S.B., Lee, J.S., Jeong, E.J., Kim, K.S., Kim, Y.G., and Kim, S. (1998). Amultifunctional repeated motif is present in human bifunctional tRNA synthetase. J Biol Chem 273, 11267-11273.

107. Rho, S.B., Lincecum, T.L., Jr., and Martinis, S.A. (2002). An inserted region of leucyl-tRNAsynthetase plays a critical role in group I intron splicing. EMBO J 21, 6874-6881.

108. Romby, P., Brunei, C., Caillet, J., Springer, M., Grunberg-Manago, M., Westhof, E., Ehresmann,

109. Romby, P., Caillet, J., Ebel, C., Sacerdot, C., Graffe, M., Eyermann, F., Brunei, C., Moine, H.,

110. Ehresmann, C., Ehresmann, B., et al. (1996). The expression of E.coli threonyl-tRNA synthetase is regulated at the translational level by symmetrical operator-repressor interactions. Embo J 15, 5976-5987.

111. Rosenfeld, E., Schaeffer, J., Beauvoit, B., and Salmon, J.M. (2004). Isolation and properties ofpromitochondria from anaerobic stationary-phase yeast cells. Antonie Van Leeuwenhoek 85,9-21.

112. Samuel, D., Kumar, T.K., Ganesh, G., Jayaraman, G., Yang, P.W., Chang, M.M., Trivedi, V.D., Wang, S.L., Hwang, K.C., Chang, D.K., et al. (2000). Proline inhibits aggregation during protein refolding. Protein Sei 9, 344-352.

113. Sarkar, S., Azad, A.K., and Hopper, A.K. (1999). Nuclear tRNA aminoacylation and its role in nuclear export of endogenous tRNAs in Saccharomyces cerevisiae. Proc Natl Acad Sei U S A 96, 14366-14371.

114. Schimmel, P., and Wang, C.C. (1999). Getting tRNA synthetases into the nucleus. Trends Biochem Sei 24, 127-128.

115. Schlicke, M., and Brakmann, S. (2005). Expression and purification of histidine-tagged bacteriophage T7 DNA polymerase. Protein Expr Purif 39, 247-253.

116. Schulman, L.H. (1991). Recognition of tRNAs by aminoacyl-tRNA synthetases. Prog Nucleic Acid Res Mol Biol 41, 23-87.

117. Seshaiah, P., and Andrew, D.J. (1999). WRS-85D: A tryptophanyl-tRNA synthetase expressed to high levels in the developing Drosophila salivary gland. Mol Biol Cell 10, 1595-1608.

118. Shaheen, H.H., and Hopper, A.K. (2005). Retrograde movement of tRNAs from the cytoplasm to the nucleus in Saccharomyces cerevisiae. Proc Natl Acad Sci U S A 102, 11290-11295.

119. Shiba, K., Motegi, H., Yoshida, M., and Noda, T. (1998). Human asparaginyl-tRNA synthetase: molecular cloning and the inference of the evolutionary history of Asx-tRNA synthetase family. Nucleic Acids Res 26, 5045-5051.

120. Soil, D. (1990). The accuracy of aminoacylation—ensuring the fidelity of the genetic code. Experiential, 1089-1096.

121. Spirin, A.S. (1999). Ribosomes. Kluwer Academic/Plenum Publishers, Ney York.

122. Steiner-Mosonyi, M., and Mangroo, D. (2004). The nuclear tRNA aminoacylation-dependent pathway may be the principal route used to export tRNA from the nucleus in Saccharomyces cerevisiae. Biochem J 378, 809-816.

123. Takahashi, A., Sasaki, H., Kim, S.J., Tobisu, K., Kakizoe, Т., Tsukamoto, Т., Kumamoto, Y.,

124. Sugimura, Т., and Terada, M. (1994). Markedly increased amounts of messenger RNAs for vascular endothelial growth factor and placenta growth factor in renal cell carcinoma associated with angiogenesis. Cancer Res 54, 4233-4237.

125. Takano, A., Endo, Т., and Yoshihisa, T. (2005). tRNA actively shuttles between the nucleus and cytosol in yeast. Science 309, 140-142.

126. Tarassov, I., Entelis, N., and Martin, R.P. (1995a). An intact protein translocating machinery isrequired for mitochondrial import of a yeast cytoplasmic tRNA. J Mol Biol 245, 315-323.

127. Tarassov, I., Entelis, N., and Martin, R.P. (1995b). Mitochondrial import of a cytoplasmic lysine-tRNA in yeast is mediated by cooperation of cytoplasmic and mitochondrial lysyl-tRNA synthetases. Embo J 14, 3461-3471.

128. Tarassov, I.A., and Entelis, N.S. (1992). Mitochondrially-imported cytoplasmic tRNA(Lys)(CUU) of Saccharomyces cerevisiae: in vivo and in vitro targetting systems. Nucleic Acids Res 20, 1277-1281.

129. Targoff, I.N. (1990). Autoantibodies to aminoacyl-transfer RNA synthetases for isoleucine andglycine. Two additional synthetases are antigenic in myositis. J Immunol 144, 1737-1743.

130. Tsui, F.W., and Siminovitch, L. (1987). Isolation, structure and expression of mammalian genes for histidyl-tRNA synthetase. Nucleic Acids Res 15, 3349-3367.

131. Varshavsky, A. (1983). Diadenosine 5', 5"'-Pl, P4-tetraphosphate: a pleiotropically acting alarmone? Cell 34, 711-712.

132. Vartanian, O.A. (1991). Detection of autoantibodies against phenylalanyl-, tyrosyl-, and tryptophanyl-tRNA-synthetase and anti-idiotypic antibodies to it in serum from patients with autoimmune diseases. Mol Biol (Mosk) 25, 1033-1039.

133. Wakasugi, K., and Schimmel, P. (1999a). Highly differentiated motifs responsible for two cytokine activities of a split human tRNA synthetase. J Biol Chem 274, 23155-23159.

134. Wakasugi, K., and Schimmel, P. (1999b). Two distinct cytokines released from a human aminoacyl-tRNA synthetase. Science 284, 147-151.

135. Winkler, W., Nahvi, A., and Breaker, R.R. (2002). Thiamine derivatives bind messenger RNAs directly to regulate bacterial gene expression. Nature 419, 952-956.

136. Yokogawa, T., Kumazawa, Y., Miura, K., and Watanabe, K. (1989). Purification and characterization of two serine isoacceptor tRNAs from bovine mitochondria by using a hybridization assay method. Nucleic Acids Res 17, 2623-2638.

137. Zitvogel, L., Kepp, O., and Kroemer, G. (2010). Decoding cell death signals in inflammationand immunity. Cell 140, 798-804.

138. Киселев Л.Л., Фаворова O.O., Лаврик О.И. Биосинтез белков от аминокислот до аминоацил-тРНК. М.: Наука, 1984. 407 с.