Модуляция эффективности терминации трансляции эукариот с помощью мРНК контекстов стоп кодонов и гидроксилирования фактора eRF1 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат наук Соколова Елизавета Евгеньевна

• Соколова Елизавета Евгеньевна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Соколова Елизавета Евгеньевна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

Цели и задачи исследования

Научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы

Методология и методы исследования

Положения, выносимые на защиту

Степень достоверности и апробация результатов

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1 Терминация трансляции

1.1 Схема терминации трансляции эукариот

1.2 Фактор терминации еЯБ1

1.3 Фактор терминации еЯБЗ

1.4 Комплекс факторов еКР1-еКР3

1.5 Факторы терминации в рибосоме

2 НЕКАНОНИЧЕСКИЕ СОБЫТИЯ ТЕРМИНАЦИИ ТРАНСЛЯЦИИ. РЕКОДИРОВАНИЕ СТОП КОДОНОВ

2.1 Сдвиг рамки считывания

2.2 Рибосомальный прыжок

2.3 Кодирование селеноцистеина и пирролизина

2.4 Сквозное чтение

2.5 Вариантный генетический код

3 КОНТЕКСТЫ СТОП КОДОНОВ ЭУКАРИОТ

3.1 Статистический анализ частот встречаемости нуклеотидов, окружающих стоп кодоны

3.2. Зависимость эффективности терминации трансляции от контекста стоп

кодонов

3.3 Предполагаемые механизмы влияния 3' контекстов на эффективность терминации

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1 Материалы

1.1 Клетки, штаммы бактерий и плазмиды

1.2 Реактивы

1.3 Буферы

1.4 Используемые антитела

1.5 Ферменты

1.6 Олигонуклеотиды

1.7 Среды

2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Получение плазмид, содержащих различные 3' контексты стоп кодонов

2.2 Полимеразная цепная реакция

2.3 Электрофорез ДНК в агарозном геле

2.4 Очистка фрагментов ДНК из агарозы

2.5 Расщепление ДНК эндонуклеазами рестрикции

2.6 Лигирование ДНК

2.7 Трансформация E. coli плазмидной ДНК

2.8 Анализ клонов методом ПЦР-скрининга

2.9 Выделение плазмидной ДНК из E. coli

2.10 Определение первичной структуры (секвенирование) ДНК

2.11 Электрофорез белков в денатурирующем ПААГ

2.12 Вестерн-блот анализ

2.13 Выделение и очистка компонентов реконструированной системы трансляции

2.13.1 Экспрессия и выделение eRF3a

2.13.2 Получение мРНК

2.13.3 Получение супрессорных тРНК

2.13.4 Аминоацилирование тРНК

2.14 Сборка преТК

2.15 Toe-print анализ

2.16 Анализ гидролиза пептидил-тРНК

2.17 Вычисление значений kcat/KM

2.18 Статистическая обработка данных

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1 ВЛИЯНИЕ ГИДРОКСИЛИРОВАНИЯ eRF1 НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕРМИНАЦИИ ТРАНСЛЯЦИИ

2 ВЛИЯНИЕ 3' КОНТЕКСТА СТОП КОДОНОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕРМИНАЦИИ ТРАНСЛЯЦИИ. РОЛЬ НУКЛЕОТИДНОГО СОСТАВА КОНТЕКСТА

2.1 A/G состав 3' контекстов стоп кодонов влияет на эффективность терминации трансляции in vitro

2.2 Слабые контексты не вызывают значительных изменений в эффективности высвобождения пептида при терминации трансляции in vitro

2.3 Оба слабых контекста оказались одинаково чувствительны к гентамицину на всех трех стоп кодонах

3 РОЛЬ ФАКТОРОВ ТЕРМИНАЦИИ В РАСПОЗНАВАНИИ 3' КОНТЕКСТА СТОП КОДОНОВ

3.1 Отсутствие С-домена фактора терминации eRF 1 приводит к повышению эффективности гидролиза пептидил-тРНК на разных 3' контекстах

3.2 N-концевой фрагмент фактора eRF3 по-разному влияет на эффективность гидролиза пептидил-тРНК на слабых контекстах

4 РОЛЬ тРНК В РАСПОЗНАВАНИИ 3' КОНТЕКСТОВ СТОП КОДОНОВ

4.1 Разные 3' контексты по-разному влияют на чувствительность стоп кодонов к супрессорным тРНК

4.2 Тотальная тРНК повышает эффективность гидролиза пептида на 3' контексте TMV

5 РИБОСОМА КАК КЛЮЧЕВОЙ ФАКТОР, РАСПОЗНАЮЩИЙ 3' КОНТЕКСТЫ СТОП КОДОНОВ

5.1 Рибосома распознает 3' контекст стоп кодонов независимо от присутствия факторов терминации

5.2 Определение уровня сквозного прочтения стоп кодонов на различных 3' контекстах in vitro

5.3 3' контексты стоп кодонов не влияют на эффективность распознавания стоп кодонов фактором eRF1

6 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ, УЧАСТВУЮЩИЕ В РАСПОЗНАВАНИИ 3' КОНТЕКСТОВ. РОЛЬ ФАКТОРА eIF3

6.1 Влияние фактора eIF3 и его субъединиц j и g на терминацию трансляции стоп кодона UAA со стандартным 3' контекстом

6.2 Влияние фактора eIF3 и его субъединицы j на конформационную перестройку рибосомы на различных 3' контекстах

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ATP - аденозинтрифосфат GTP - гуанозинтрифосфат GDP - гуанозиндифосфат ND - нет данных NMD - Nonsense Mediated Decay

PABP - Polyadenine Binding Protein (поли-А-связывающий белок)

PVDF - поливинилиденфторид

cpm - количество импульсов в минуту

rfu - относительные единицы флуоресценции

3' UTR - 3' нетранслируемая область

аа тРНК - аминоацилированная тРНК

а.о. - аминокислотный остаток

кДНК - комплементарная ДНК

мРНК - матричная рибонуклеиновая кислота

нт - нуклеотид

НТО - нетранслируемая область

ОРС - открытая рамка считывания

ПААГ - полиакриламидный гель

преТК - претерминационный комплекс

ПТЦ - пептидил-трансферазный центр

тРНК - транспортная рибонуклеиновая кислота

ТК - терминационный комплекс

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модуляция эффективности терминации трансляции эукариот с помощью мРНК контекстов стоп кодонов и гидроксилирования фактора eRF1»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

Трансляция - один из жизненно важных процессов в клетке. Несмотря на то, что различные стадии белкового синтеза на сегодняшний день хорошо изучены, ряд вопросов о механизмах и регуляции трансляции остается открытым. Известно, что завершение трансляции в эукариотической клетке осуществляется факторами терминации еЯШ и еЯР3. Однако в последнее время появляются все новые данные, которые указывают на наличие дополнительных факторов, участвующих в процессе терминации. В нашей лаборатории механизмов и контроля трансляции ИМБ им. В.А. Энгельгардта РАН в ходе поиска и изучения таких факторов была описана роль поли(А)-связывающего белка РАВР, а также факторов ядерного экспорта мРНК человека DDX19 и Gle1 в терминации трансляции. Кроме того, была показана способность ряда деацелированных тРНК в Е сайте рибосомы стабилизировать терминационные и посттерминационные комплексы. На сегодняшний день результаты множества исследований в различных видах эукариот демонстрируют, что ближайшее нуклеотидное окружение стоп кодонов также принимает участие в терминации, драматически влияя на эффективность этого процесса.

Показано, что белковые факторы инициации еШ3 и е1Б5А могут влиять на терминацию в кооперации с контекстом стоп кодона. Недавние исследования продемонстрирвали, что процесс синтеза белка в клетке может также регулироваться 200-оксигеназами. В частности, было обнаружено, что фермент А1кЬН8 гидроксилирует 5-метоксикарбонилметилуридин в 4-ой воббл позиции антикодонов тРНК. ТУШ5 катализирует гидроксилирование гипермодифицированного гуанозина в антикодоне фенилаланиновой тРНК. Две родственные 2-оксоглютарат оксигеназы семейства 1т)С, МША53 и N066, гидроксилируют рибосомные белки Яр127а и Яр18, соответственно, в специфических районах, близких к пептидил-трансферазному центру рибосомы. Также недавно было показано, что посттрансляционное гидроксилирование пролина в рибосомном белке Яр823 408 субъединицы может модулировать эффективность терминации в зависимости от контекста. Однако точно описанных молекулярных механизмов влияния всех этих дополнительных факторов пока нет.

В данной диссертационной работе описано влияние посттрансляционного гидроксилирования фактора терминации eRF1 на эффективность терминации трансляции. Было также изучено влияние различных гексануклеотидных 3' контекстов стоп кодонов на терминацию трансляции и предложен молекулярный механизм их действия. Кроме того, в этой работе мы исследовали действие инициаторного фактора eIF3 в кооперации с выбранными контекстами. Полученные данные вносят существенный вклад в описание молекулярного механизма терминации трансляции эукариот и открывают перспективы для разработки подходов регуляции терминации трансляции в клетках.

Цели и задачи исследования

Целью данной работы было исследование влияния модификаций фактора терминации трансляции eRF1, а также 3' контекстов стоп кодонов на эффективность терминации трансляции эукариот.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Описать активность гидроксилированной формы фактора eRF1 человека в терминации трансляции.

2. Исследовать роль 3' контекста стоп кодонов в терминации трансляции эукариот в in vitro системе трансляции.

3. Определить влияние факторов инициации eIF3, eIF3j человека на терминацию трансляции в in vitro системе трансляции.

Научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы

В представленной работе было впервые обнаружено и описано действие посттрансляционной модификации лизина в позиции 63 внутри NIKS последовательности фактора eRF1. Мы показали, что гидроксилирование остатка K63, которое осуществляется гидроксилазой Jmjd4 с высокой частотой, обеспечивает повышение эффективности гидролиза пептидил-тРНК из терминационного комплекса. Такая стимуляция терминационной активности наблюдалась при распознавании фактором eRF1 всех трех стоп кодонов. Предположительно, молекулярный механизм

действия гидроксилирования К63 основан на возможном взаимодействии с соседним аминокислотным остатком eRF1. Вероятно, это снижает подвижность участка eRF1, содержащего NIKS мотив, и оптимизирует его конформацию во время распознавания стоп кодона или в последующих этапах терминации. В то же время, гидроксилирование K63 может модулировать взаимодействие с уридином стоп кодона, рибосомой или другими факторами, вовлеченными в процесс терминации.

Также мы впервые показали, что влияние шестинуклеотидных 3' контекстов стоп кодонов эукариот, неблагоприятных для терминации трансляции, осуществляется на этапе элонгации трансляции, и обусловлено, в первую очередь, способностью самой рибосомы распознавать слабые контексты. В этом случае в присутствии элонгационных факторов и либо природных, либо мутантных супрессорных тРНК стоп кодон прочитывается рибосомой как значащий и синтез белка продолжается.

Мы предполагаем, что рибосомные комплексы закрепляются и стабилизируются на слабых последовательностях, следующих за стоп кодоном, за счет возможного взаимодействия 3' контекстов мРНК и последовательности 18S рРНК. В то же время на сильных 3' контекстах, благоприятных для терминации, такого взаимодействия не происходит.

Также нам удалось продемонстрировать участие дополинтельных белковых факторов eIF3 и eIF3j в терминации трансляции. По нашим данным, фактор eIF3j увеличивает эффективность терминации вне зависимости от контекста стоп кодона. В то же время, фактор eIF3, предположительно, взаимодействует с преТК и приводит к быстрой диссоциации пост-терминационных комплексов, находящихся только на благоприятном 3' контексте. В случае же, если за стоп кодоном следует неблагоприятный контекст, присутствие фактора eIF3 не влияет на стабильность рибосомных комплексов, закрепленных на мРНК.

Итогом исследования стало более полное описание молекулярного механизма терминации трансляции у млекопитающих. Полученные нами результаты могут быть использованы для разработки терапии наследственных заболеваний человека, вызванных появлением в генах преждевременных стоп кодонов.

Методология и методы исследования

Для поиска и выяснения молекулярного механизма действия дополнительных факторов терминации трансляции эукариот нами использовалась реконструированная in vitro система трансляции млекопитающих [1]. Полученные индивидуальные компоненты трансляционного аппарата - рибосомы человека и кролика, белковые факторы трансляции человека, модельные мРНК и суммарная тРНК, использовались для сборки преТК. Дальнейшие эксперименты по определению активности факторов терминации проводились на очищенных в градиенте сахарозы преТК. Разные стадии терминации трансляции тестировались с помощью соответствующих методов: образование терминационных комплексов (ТК) - методом toe-print анализа, гидролиз пептидил-тРНК - методом определения количества высвобождения меченного пептида.

Положения, выносимые на защиту

1. Гидроксилирование лизина K63 фактора терминации eRF1, происходящее в клетке с высокой частотой, оптимизирует эффективность терминации трансляции на всех трех стоп кодонах.

2. Для значительного воздействия контекстов на терминацию трансляции важно соотношение аденинов и гуанинов.

3. Отдельные домены факторов терминации eRF1 и eRF3 принимают участие в распознавании неблагоприятных 3' контекстов.

4. Неблагоприятные 3' контексты оказывают разный эффект на чувствительность стоп кодонов к супрессорным тРНК в условиях конкуренции с факторами термианции.

5. Неблагоприятные 3' контексты распознаются рибосомой, которая обеспечивает сквозное чтение стоп кодонов как значащих в присутствии супрессорных или близкородственных тРНК.

6. Фактор eIF3 дестабилизирует пост-терминационные комплексы на мРНК с 3' контекстами, благоприятными для терминации, но не влияет на стабильность рибосомных комплексов на неблагоприятных контекстах. j субъединица фактора eIF3 действует как отдельный фактор, и улучшает эффективность терминации вне зависимости от контекста стоп кодонов.

Степень достоверности и апробация результатов

Результаты работы были опубликованы в 4 статьях в рецензируемых научных журналах и представлены в виде стендовых докладов на 5 международных и 3 российских научных конференциях. Цель, поставленная в работе, достигнута.

Публикации:

1. Tatiana Egorova, Elizaveta Sokolova, Ekaterina Shuvalova, Vera Matrosova, Alexey Shuvalov, Elena Alkalaeva. Fluorescent toeprinting to study the dynamics of ribosomal complexes // Methods. 2019. Vol. 162-163. P. 54-59.

2. Ivanov, A., Mikhailova, T., Eliseev, B., Yeramala, L., Sokolova, E., Susorov, D., Alkalaeva, E. PABP enhances release factor recruitment and stop codon recognition during translation termination // Nucleic Acids Res. 2016. Vol. 44, № 16. P. 7766-7776.

3. Denis Susorov, Tatiana Mikhailova, Alexander Ivanov, Elizaveta Sokolova, and Elena Alkalaeva. Stabilization of eukaryotic ribosomal termination complexes by deacylated tRNA // Nucleic Acids Res. 2015. Vol. 43, № 6. P. 3332-3343.

4. T. Feng, A. Yamamoto, S. Wilkins, E. Sokolova, L. Yates, M. Munzel, P. Singh, R. Hopkinson, R. Fischer, M. Cockman, J. Shelley, D. Trudgian, J. Schodel, J. McCullagh, Wei Ge, B. Kessler, R.Gilbert, L. Frolova, E. Alkalaeva, P. Ratcliffe, C. Schofield, M. Coleman. Optimal Translational Termination Requires C4 Lysyl Hydroxylation of eRF1 // Molecular cell. 2014. Vol. 53. P. 1-10.

Тезисы конференций:

1. Role of the stop codon context in eukaryotic translation termination E. Sokolova and E. Alkalaeva The FEBS Journal. Abstracts of the 38th FEBS Congress. Saint Petersburg, Russia July 6-11, 2013

2. The influence of stop codon 3'-context on competition between termination factors and supressor tRNAs Elizaveta Sokolova, Boris Eliseev, Peter Vlasov, Elena Alkalaeva EMBO

Conference Series: Protein Synthesis and Translational Control EMBL Advanced Training Centre Heidelberg, Germany, 08 - 12 September 2013

3. mRNA context dependent changes of release factors activity in eukaryotes Elizaveta Sokolova, Tatyana Mikhaylova, Denis Susorov, Alexander Ivanov, Elena Alkalaeva EMBO Workshop Recoding: Reprogramming genetic decoding Killarney, Ireland, 13 - 18 May 2014

4. Роль фактора инициации трансляции eIF3j в распознавании 3'-контекста стоп кодонов эукариот А.С. Кущенко, Т.В. Михайлова, Е.Е. Соколова, Е.З. Алкалаева Acta Naturae, 2017, 2:42

5. Modulation of translation termination in eukaryotes: an interplay of stop codon context and eIF3 Elizaveta Sokolova, Tatiana Mikhailova, Artyom Kushenko, Elena Alkalaeva EMBO Conference Series: Protein Synthesis and Translational Control EMBL Advanced Training Centre Heidelberg, Germany, 06 - 09 September 2017 p. 253

6. Eukaryotic ribosome discriminates 3' context and determines efficiency of stop codon readthrough E. Sokolova, T. Egorova, A. Schuvalov, E. Alkalaeva The FEBS Journal. Abstracts of the 43rd FEBS Congress. Prague, Chech July 7-12, 2018

7. Механизм влияния 3' контекстов стоп кодонов на сквозное прочтение у эукариот Е.Е. Соколова, Т.В. Егорова, А.В. Шувалов, Е.З. Алкалаева Postgenome. Kazan, Russia October 29 -November 02, 2018

8. Новые факторы, модулирующие эффект контекста стоп кодона на терминацию трансляции у эукариот. Е. Соколова, А. Шувалов, Т. Егорова, И. Торопыгин, Е. Алкалаева. VII Съезд ВОГиС (18-22 июня 2019 г., Санкт-Петербург)

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1 Терминация трансляции 1.1 Схема терминации трансляции эукариот

Терминация трансляции в клетках эукариот осуществляется с помощью белковых факторов терминации I и II класса, - eRF1 и eRF3 [2,3]. Фактор eRF1 распознает все три стоп кодона на мРНК в А-сайте малой субъединицы рибосомы, а также запускает гидролиз эфирной связи пептидил-тРНК в пептидил-трансферазном центре большой рибосомной субъединицы. Его работу стимулирует GTPаза eRF3, имеющая сходство с фактором элонгации eEF1. Взаимодействие двух факторов происходит в основном за счет их С-доменов. Биохимические исследования показали, что образование комплекса eRF1-eRF3-GTP зависит от содержания Mg2+, а GTPазная активность eRF3 стимулируется рибосомой и eRF1 [4-6].

Недавние исследования структур терминационных комплексов методом криоэлектронной микроскопии показали, что связывание фактора eRF1 со стоп кодоном ведет к формированию специфической структуры мРНК в А-сайте рибосомы, - так называемой U-turn структуры. При этом нуклеотид, следующий сразу за стоп кодоном, «втягивается» в А-сайт [7-9]. Такая конформация отличается от формы участков мРНК со значащими кодонами, которые распознаются тРНК, что указывает на сложное трехмерное взаимодействие eRF1 и 18S рРНК. Образование U-turn структуры объясняет влияние 3' нуклеотида, следующего за стоп кодоном, на эффективность терминации трансляции [10], а также сдвиг рибосомы на мРНК при распознавании стоп кодона фактором терминации [1,7,8].

Общая схема эукариотической трансляции включает в себя следующие этапы: белковый фактор еRF1 в составе комплекса еRF1-eRF3-GTP связывается со стоп кодоном, который находится в А-сайте рибосомы [11-13]. Распознавание стоп кодона влечет за собой структурные перестройки eRF1 и рибосомы, что стимулирует гидролиз GTP до GDP фактором eRF3. eRF3 впоследствии диссоциирует из комплекса или изменяет свою конформацию [1,6,14]. Это вызывает новые конформационные изменения рибосомы и eRF1 [13,15,16], в результате чего участок М-домена eRF1 с мотивом GGQ оказывается в пептидил-трансферазном центре и стимулирует гидролиз сложноэфирной связи между

синтезированным пептидом и тРНК [17]. После высвобождения пептида происходит запуск диссоциации рибосомного комплекса с помощью АТРазы ABCE1, которая связывается с eRF1 [14,18-20]. После рециклинга отдельные рибосомные субъединицы готовы к новому раунду трансляции. Ряд исследований предполагает также участие некоторых факторов инициации трансляции в рециклинге рибосом [18,21]. Недавно было показано, что факторы eIF3 и HCR1 (субъединица eIF3j у дрожжей) играют роль в терминации трансляции in vivo [22], по-видимому, сопрягая стадии инициации и терминации.

1.2 Фактор терминации eRF1

Фактор eRF1 представляет собой белок массой 49 кДа, который имеет Y-образную форму, мимикрирующую под тРНК. Рентгенно-структурный анализ eRF1 показал, что он состоит из доменов N, M и С [23], где N-домен включает в себя 1-142 аминокислотных остатка, М - 143-275 и С - 277-437 у человека (Рис. 1А, 1Б). Каждый из доменов имеет особую функцию. N-домен отвечает за распознавание стоп кодонов; главную роль в этом играют мотивы TASNIKS, YxCxxxF и GTS [24,25], а также аминокислотные остатки E55 и Т71 [26]. M-домен содержит высоко консервативный GGQ мотив, который соответствует CAA-концу тРНК [27,28] и играет роль в высвобождении пептида из пептидил-тРНК путем активации гидролиза в пептидил-трансферазном центре рибосомы [23]. М домен также взаимодействует с фактором eRF3, как и С-домен eRF1. Кроме того, посредством С-домена происходит связывание eRF1 c фактором рециклинга ABCE1 [14,15,18].

Каждый из доменов eRF1 имеет укладку а-Р сэндвича, где Р-лист с двух сторон окружен а-спиралями. N-домен включает в себя четыре а-спирали с 4-х слойным Р-листом, который содержит консервативный мотив YхCхххF. Петля между а-спиралями 2 и 3 несет последовательность NIKS (61-64), фланкированную с N-конца мотивом TAS (58-56). Также в позиции 31-33 находится консервативная GTS-петля. Все эти участки необходимы для распознавания стоп кодонов [29-32]. В cryo-EM структурах, полученных des Georges et al. показано, что аминокислотные остатки TASN N-домена eRF1 сближены с первым нуклеотидом стоп кодона, I - со вторым и KS с третьим. Близость лизина с

нуклеотидом, следующим за стоп кодоном, возможно, вносит вклад в влияние этого нуклеотида на эффективность терминации [10,11,33].

а-спираль 4 из N-домена продолжается линкерным участком, соединяющим ее с центральным тяжем из Р-листа M домена. Архитектура М-домена характеризуется отклонением N-терминальной части а-спирали 5 от основного тела на 25 А. Именно эта часть содержит высококонсервативный мотив GGQ (183-185), который необходим для запуска гидролиза пептидил-тРНК [27]. Недавние cryo-EM структуры претерминационного комплекса показали, что центральный домен eRF1 контактирует с малой рибосомной субъединицей, а также с участками eRF3, отвечающими за гидролиз GTP (switch I and switch II) [11,15] (после гидролиза GTP и диссоциации eRF3 центральный домен eRF1 перемещается к пептидил-трансферазному центру и катализирует высвобождение пептида).

С и М-домены находятся под углом друг к другу за счет излома в длинной а-спирали, которая их соединяет [23]. Укладка C-домена слегка отличается от а-Р сэндвича, который представлен в других доменах eRF1, за счет неструктурированного участка (334-369) между спиралью а-10 и центральным Р-листом. Результаты ЯМР исследований показали, что С-домен содержит подвижный минидомен (329-372), который существует в двух возможных конформациях и, по всей видимости, может сближаться с участком N-домена eRF1, распознающим стоп кодоны [34,35]. Было показано, что между доменами С и N возможно взаимодействие [36], а домены N-M и M-C также способны взаимодействовать между собой. Необходимые для взаимодействия с eRF3 аминокислотные остатки С-домена GILRY (411-415) [37] частично перекрываются с участком, который также демонстрировал большую подвижность (414-437) [35]. eRF1 без С-домена сохраняет активность в распознавании стоп сигнала и гидролизе пептидил-тРНК, но в этом случае терминация проходит медленно и не зависит от присутствия фактора eRF3-GTP.

Рис. 1. Кристаллическая структура фактора eRF1. (А) Доменная структура eRF1. (Б) Ортогональная проекция молекулы eRF1 из [23] с изменениями.

1.3 Фактор терминации eRF3

Фактор eRF3 включает в себя два функционально обособленных региона: N и C. Долгое время предполагалось, что неконсервативный N-концевой участок не имеет значения для терминации трансляции [38,39]. Однако ряд работ показал, что он связывается с поли(А)-связывающим белком PABP [40-42]. Взаимодействие N-концевого участка eRF3 с PABP эволюционно консервативно, и связывает стадии терминации и инициации белкового синтеза [40,43]. Интересно, что у дрожжей N-концевой фрагмент содержит большое количество остатков глутамина и отвечает за формирование прионо-подобного состояния [PS7+] [44].. С-концевой регион eRF3 гомологичен факторам элонгации EF-Tu и eEFIA [45], и включает GTP-связывающий участок (G-домен) и домены 2 и 3. C-концевой участок eRF3 необходим для нормальной жизнедеятельности клетки и взаимодействия с eRF1 [46]. Кроме того, он связывается с белковыми факторами Upf1p, Upf2p и Upf3p, которые регулируют механизм NMD (nonsense-mediated mRNA decay). Это взаимодействие также влияет на эффективность терминации трансляции [47].

О-домен фактора eRF3 (237-467), так же как и другие GTPазы, представляет собой 6-ти слойный Р-лист, фланкированный шестью а-спиралями и одной З10 спиралью. Через удлиненный участок с поворотом в середине О-домен соединяется с доменом 2 (468-554). Домен 2, в свою очередь, соединяется с доменом 3 (555-662) посредством короткого фрагмента. Оба домена 2 и 3 сформированы Р-бочонками, как и ЕБ-Ти и еЕБ1а [45]. Фрагмент К-концевого участка расположен между доменами 2 и 3 (Рис. 2).

Рис.2. Кристаллическая структура еЯГЗе 8сМго$ассНатотусе$ротЬе. Домены О, 2, 3 и часть Ы-концевого участка отмечены голубым, зеленым, красным и фиолетовым цветом соответственно. Из [45] с изменениями.

У млекопитающих обнаружены две изоформы белка еЯБЗ: еЯБЗа (О8РТ1) и еЯБЗЪ (О8РТ2), которые отличаются фрагментами своих К-концевых участков [48]. Было показано, что еЯРЗа присутствует во всех тканях, а еЯРЗЪ является изоформой, специфичной только для нервной ткани. Использование в одном из исследований коротких РНК, интерферирующих с еЯРЗа, приводило к существенному повышению сквозного прочтения стоп кодонов, тогда как РНК-интерференция с еЯРЗЪ не влияла на эффективность терминации. В то же время сверхэкспрессия фактора еЯРЗЪ частично снимала эффект от интерференции (сайленсинга) с еЯБЗа. Эти результаты предполагают,

Домен 2

й домен

Домен 3

М-концевой участок

что основной формой, работающей в терминации трансляции у млекопитающих, является изоформа eRF3a, хотя eRF3b может функционально заменять ее [49].

1.4 Комплекс факторов еКЕ1-еЯЕ3

При взаимодействии факторов eRF 1 и eRF3 M и С домены eRF 1 связываются с G-доменом и доменом 3 фактора eRF3, соответственно [36] (Рис. 3).

еРРЗ

Рис. 3. Кристаллическая структура eRF1 в комплексе с доменами 2 и 3 фактора еЯЕЗ. По [50] с изменениями.

Такое взаимодействие вызывает структурные перестройки eRF1, в результате которых его мотив GGQ на выступающем участке М-домена перемещается на 44А относительно изначального положения [51] (Рис. 4А). Возникает комплекс, который структурно очень напоминает тРНК-eEF1A-GTP или тРНК-eEF-Tu-GTP [23,45] (Рис. 4Б).

A GGQ

-44А /

г^

С-домен ССА

Б

тРНК

GGQ

eRF1

N-домен

Антикодон

NIKS

Рис. 4. (А) Перемещение мотива GGQ при связывании eRF1 с eRF3. Желто-зеленым цветом обозначено свободное состояние, зеленым - после связывания с eRF3. (Б) Сравнение структур тРНК в составе элонгационного комплекса и eRF1, связанного с eRF3. Из [51] с изменениями.

Одна из гипотез заключается в том, что eRF3 стимулирует связывание eRF1 с претерминационным комплексом подобно элонгационному фактору eEF1, увеличивающему сродство аминоацил-тРНК к А-сайту рибосомы с находящимся в нем смысловым кодоном. Гидролиз GTP, связанного с EF-Tu или eRF3, запускается связыванием с А-сайтом аа-тРНК или eRF1, соответственно. За ним следует диссоциация GTPазы и правильная аккомодация либо акцепторного стебля аа-тРНК, либо апекса М-домена фактора eRF1 в ПТЦ. В случае EF-Tu связывание aa-tRNA-EF-Tu-GTP с рибосомой индуцирует сдвиг в домене 2. Это приводит к взаимодействию высоко консервативного Р-участка со спиралью h5 субъединицы 40 S и нарушению взаимодействия 3' конца тРНК с петлей switch I, что, в свою очередь, влечет за собой структурные перестройки сарцин/рициновой петли SRL и запуск GTPазной активности [52,53]. Похожее взаимодействие устанавливается между спиралью h5 и консервативным участком KDxGT(449-453) домена 2 фактора eRF3. Однако, одно из недавних крио-ЕМ исследований структуры претерминационных комплексов показало наличие дополнительной плотности между спиралью h14 и остатком R192 М-домена eRF1, который играет важную роль в гидролизе GTP [11]. Авторы предложили следующий механизм: М-домен фактора eRF1 плотно прилегает к switch I региону eRF3 до момента связывания тройного комплекса с рибосомой; взаимодействия со спиралями h14 and h5

«оттягивают» М-домен от eRF3, ослабляя switch I. Фактор eRF1 может стимулировать рибосом-зависимую GTPазную активность и в отсутствие стоп кодона в А-сайте [6], но, по-видимому, связывание eRF1 со стоп кодоном усиливает гидролиз GTP.

С-домен eRF1 взаимодействует с доменом 3 фактора eRF3 спиралями а8, а11 и слоем Р10. Участки связывания на eRF1 представлены, главным образом, гидрофобными аминокислотными остатками (Phe288, Ile291, Tyr298, Phe300 и Phe405), на eRF3 это два гидрофобных остатка, Ile572 и Phe612. Кроме этих гидрофобных взаимодействий, остатки Gln396 и Gln400 С-домена eRF1 контактируют с Ile572 и Asp647 домена 3 eRF3 с помощью Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий [51].

Анализ кристаллических структур комплекса eRF1 и eRF3 предлагает следующую модель взаимодействия факторов. Изначально eRF1 формирует комплекс либо со свободным фактором eRF3, либо с комплексом eRF3-GDP, через взаимодействие своего С-домена с доменом 3 eRF3. Т.к. клеточные концентрации свободного GTP выше концентраций GDP примерно в 10 раз, а комплекс eRF1-eRF3 имеет в 6 раз большее сродство к GTP, чем к GDP при физиологических концентрациях Mg2+, то любой из образовавшихся комплексов трансфомируется в eRF1-eRF3-GTP. В то же время, в исследованиях in vivo получены данные, свидетельствующие о необходимости связывания с GTP для эффективного образования комплекса eRF1-eRF3 [54,55]. Взаимодействие М-домена eRF1 с G-доменом eRF3 стабилизирует его неструктурированные участки [45], что делает их способными связывать у-фосфат и Mg2+. Высокое сходство eRF1 с молекулой тРНК способствует правильному позиционированию N-домена eRF1 вплотную к стоп кодону, а его GGQ мотива - в пептидил-трансферазном центре. Связывание комплекса eRF1-eRF3-GTP с рибосомой вызывает обширные конформационные перестройки, что приводит к оптимальному распознаванию стоп кодона фактором eRF1 и/или заставляет eRF1 вместе с GTPаз-активным центром рибосомы стимулировать гиролиз GTP фактором eRF3. После гидролиза GTP конформационные изменения неструктурированных участков, с одной стороны, облегчают взаимодействие М-домена eRF1 с G доменом eRF3, что согласуется с данными о том, что GDP не влияет на взаимодействие eRF1 и eRF3 [4,5]. В то же время, эти перестройки изменяют положение М-домена таким образом, что его мотив GGQ

позиционируется в пептидил-трансферазном центре оптимально для осуществления гидролиза пептидил-тРНК. По всей видимости, еЯШ способствует связыванию GTP с еЯРЗ и стабилизирует его прежде взаимодействия с рибосомой, а позже активирует гидролиз GTP. Так, М-домен позволяет еЯШ регулировать связывание и гидролиз GTP фактором еЯР3, а затем использовать энергию от гидролиза GTP для совмещения распознавания стоп кодона и высвобождения синтезированного пептида.

1.5 Факторы терминации в рибосоме

Когда в ходе трансляции в А-сайте рибосомы оказывается стоп кодон, в ее Р-сайте находится пептидил-тРНК, а в Е-сайте - деацилированная тРНК [12,16]. Запуск процесса терминации трансляции осуществляется тройным комплексом еКШ-еКРЗ^ТР, который связывается с рибосомой (Рис. 5А, 5Б).

А

6RF3

Рис. 5. Криоэлектронная структура претерминационного комплекса. (А) Вид

сверху и сбоку на 80S рибосомный претерминационный комплекс с eRF1 и eRF3. (Б) Молекулярные модели петидил-тРНК, eRF1 и eRF3 в рибосоме. Мотив NIKS (обозначен

розовыми сферами) находится в непосредственной близости к стоп кодону (оранжевый цвет). Центральный домен eRF1 с мотивом GGQ (фиолетовые сферы) контактирует с eRF3. По [15] с изменениями.

eRF3 контактирует с универсальным GTPa3HbiM центром рибосомы (GAC) между сарцин-рициновой петлей SRL субъединицы 60S и спиралями h5 и h14 18S рРНК субъединицы 40S [11]. N-домен фактора eRF1 оказывается в А-сайте и взаимодействует с 40S субъединицей рибосомы через спирали h18, h30, h31, h34 и h44 18S рРНК, а также с рибосомными белками rpS30e и rpS31e. Остатки R65/R68 внутри длинной спирали а3 сближены с нуклеотидами 1330-1331 спирали h34, что согласуется с данными о сильном влиянии этих остатков на способность eRF 1 связываться с рибосомой [29]. Остатки TASN расположены в непосредственной близости к первому нуклеотиду стоп кодона, I - ко второму, и KS к третьему. Близость остатка К к нуклеотиду, следующему сразу за стоп кодоном, по-видимому, может вносить вклад во влияние этого нуклеотида на терминацию трансляции [10,33]. Кроме того, три остатка из мотивов GTS и YxCxxxF также, по-видимому, взаимодействуют со стоп кодоном: G31 и T32 сближены с третьим и вторым основаниями, соответственно, а С127 с первым и вторым основаниями. Эти взаимодействия подтверждаются экспериментальными данными о влиянии остатков Т32 и С127 на распознавание второго нуклеотида стоп кодона [26,51,56]. Остатки Y125 и F131 также демонстрировали влияние на терминацию [24,30], возможно, стабилизируя структуру домена. Дополнительные контакты с претерминационным комплексом могут играть важную роль в правильном позиционировании N-домена в декодирующем центре. Так, ß-лист, несущий мотивы GTS и YCF, взаимодействует с Н69 28 S рРНК, а протяженная плотность в криоэлектронной структуре между спиралью а2 и тРНК в Р-сайте, по всей видимости, демонстрирует контакт между eRF1 и тРНК в P-сайте [11]. Возможно, существуют предпочтения для связывания eRF1 со специфическими тРНК, что может объяснять частоту использования различных триплетов, предшествующих стоп кодону [57,58].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Соколова Елизавета Евгеньевна, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Alkalaeva E.Z. et al. In Vitro Reconstitution of Eukaryotic Translation Reveals Cooperativity between Release Factors eRF1 and eRF3 // Cell. 2006. Vol. 125, № 6. P. 1125-1136.

2. Zhouravleva G. et al. Termination of translation in eukaryotes is governed by two interacting polypeptide chain release factors, eRF1 and eRF3. // EMBO J. 1995. Vol. 14, № 16. P. 4065-4072.

3. Stansfield I. et al. The products of the SUP45 (eRF1) and SUP35 genes interact to mediate translation termination in Saccharomyces cerevisiae // EMBO J. 1995. Vol. 14, № 17. P. 4365-4373.

4. Pisareva V.P. et al. Kinetic analysis of interaction of eukaryotic release factor 3 with guanine nucleotides // J. Biol. Chem. 2006.

5. Mitkevich V.A. et al. Termination of translation in eukaryotes is mediated by the quaternary eRFbeRF3^GTP^Mg2+ complex. The biological roles of eRF3 and prokaryotic RF3 are profoundly distinct // Nucleic Acids Res. 2006.

6. Frolova L. et al. Eukaryotic polypeptide chain release factor eRF3 is an eRF1- and ribosome-dependent guanosine triphosphatase. // RNA (New York, N.Y.). 1996. Vol. 2, № 4. P. 334-341.

7. Brown A. et al. Structural basis for stop codon recognition in eukaryotes // Nature. 2015. Vol. 524, № 7566. P. 493-496.

8. Matheisl S. et al. Structure of a human translation termination complex // Nucleic Acids Res. 2015.

9. Shao S. et al. Decoding Mammalian Ribosome-mRNA States by Translational GTPase Complexes // Cell. Elsevier, 2016. Vol. 167, № 5. P. 1229-1240.e15.

10. McCaughan K.K. et al. Translational termination efficiency in mammals is influenced by the base following the stop codon. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995. Vol. 92, № 12. P. 5431-5435.

11. Des Georges A. et al. Structure of the mammalian ribosomal pre-termination complex associated with eRF1???eRF3???GDPNP // Nucleic Acids Res. 2014. Vol. 42, № 5. P. 3409-3418.

12. Taylor D. et al. Cryo-EM structure of the mammalian eukaryotic release factor eRF1-eRF3-associated termination complex // Proc. Natl. Acad. Sci. 2012. Vol. 109, № 45. P. 18413-18418.

13. Muhs M. et al. Cryo-EM of ribosomal 80s complexes with termination factors reveals the translocated cricket paralysis virus IRES // Mol. Cell. 2015.

14. Shoemaker C.J., Green R. Kinetic analysis reveals the ordered coupling of translation termination and ribosome recycling in yeast. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011. Vol. 108, № 51. P. E1392-8.

15. Preis A. et al. Cryoelectron microscopic structures of eukaryotic translation termination complexes containing eRF1-eRF3 or eRF1-ABCE1 // Cell Rep. The Authors, 2014. Vol. 8, № 1. P. 59-65.

16. E B. et al. Structural Snapshots of Actively Translating Human Ribosomes // Cell. 2015.

17. Jackson R.J., Hellen C.U.T., Pestova T. V. Termination and post-termination events in eukaryotic translation // Advances in Protein Chemistry and Structural Biology. 2012.

18. Pisarev A. V. et al. The Role of ABCE1 in Eukaryotic Posttermination Ribosomal Recycling // Mol. Cell. 2010.

19. Becker T. et al. Structural basis of highly conserved ribosome recycling in eukaryotes and archaea // Nature. 2012.

20. Barthelme D. et al. Ribosome recycling depends on a mechanistic link between the FeS cluster domain and a conformational switch of the twin-ATPase ABCE1 // Proc. Natl. Acad. Sci. 2011.

21. Pisarev A. V. et al. Assembly and Analysis of Eukaryotic Translation Initiation Complexes // Methods Enzymol. 2007. Vol. 430, № 07. P. 147-177.

22. Beznoskova P. et al. Translation Initiation Factors eIF3 and HCR1 Control Translation Termination and Stop Codon Read-Through in Yeast Cells // PLoS Genet. 2013. Vol. 9, № 11.

23. Song H. et al. The Crystal Structure of Human Eukaryotic Release Factor eRF1— Mechanism of Stop Codon Recognition and Peptidyl-tRNA Hydrolysis // Cell. 2000. Vol. 100, № 3. P. 311-321.

24. Bertram G. et al. Terminating eukaryote translation: Domain 1 of release factor eRF1

functions in stop codon recognition // RNA. 2000. Vol. 6, № 9. P. 1236-1247.

25. Ito K. et al. Omnipotent decoding potential resides in eukaryotic translation termination factor eRF1 of variant-code organisms and is modulated by the interactions of amino acid sequences within domain 1. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002. Vol. 99, № 13. P. 8494-8499.

26. Kryuchkova P. et al. Two-step model of stop codon recognition by eukaryotic release factor eRF1 // Nucleic Acids Res. 2013. Vol. 41, № 8. P. 4573-4586.

27. Frolova L.Y. et al. Mutations in the highly conserved GGQ motif of class I polypeptide release factors abolish ability of human eRF1 to trigger peptidyl-tRNA hydrolysis // RNA. 1999.

28. Mora L. et al. The essential role of the invariant GGQ motif in the function and stability in vivo of bacterial release factors RF1 and RF2 // Mol. Microbiol. 2003.

29. Frolova L., Seit-Nebi A., Kisselev L. Highly conserved NIKS tetrapeptide is functionally essential in eukaryotic translation termination factor eRF1 // RNA. 2002.

30. Seit-Nebi A., Frolova L., Kisselev L. Conversion of omnipotent translation termination factor eRF1 into ciliate-like UGA-only unipotent eRF1 // EMBO Rep. 2002.

31. Wong L.E. et al. Selectivity of stop codon recognition in translation termination is modulated by multiple conformations of GTS loop in eRF1 // Nucleic Acids Res. 2012.

32. Conard S.E. et al. Identification of eRF1 residues that play critical and complementary roles in stop codon recognition. // RNA. 2012. Vol. 18, № 6. P. 1210-1221.

33. Bonetti B. et al. The efficiency of translation termination is determined by a synergistic interplay between upstream and downstream sequences in Saccharomyces cerevisiae. // J. Mol. Biol. 1995. Vol. 251, № 3. P. 334-345.

34. Mantsyzov A.B. et al. NMR assignments of the C-terminal domain of human polypeptide release factor eRF1 // Biomol. NMR Assign. 2007.

35. Mantsyzov A.B. et al. NMR solution structure and function of the C-terminal domain of eukaryotic class 1 polypeptide chain release factor // FEBS J. 2010. Vol. 277, № 12. P.2611-2627.

36. Kononenko A. V. et al. Role of the individual domains of translation termination factor eRF1 in GTP binding to eRF3 // Proteins Struct. Funct. Genet. 2008.

37. Merkulova T.I. et al. C-terminal domains of human translation termination factors eRF1 and eRF3 mediate their in vivo interaction // FEBS Lett. 1999.

38. Ter-Avanesyan M.D. et al. Deletion analysis of the SUP35 gene of the yeast Saccharomyces cerevisiae reveals two non-overlapping functional regions in the encoded protein // Mol. Microbiol. 1993.

39. Kodama H., Ito K., Nakamura Y. The role of N-terminal domain of translational release factor eRF3 for the control of functionality and stability in S. cerevisiae // Genes to Cells. 2007.

40. Hoshino S.I. et al. The eukaryotic polypeptide chain releasing factor (eRF3/GSPT) carrying the translation termination signal to the 3'-poly(A) tail of mRNA. Direct association of eRF3/GSPT with polyadenylate-binding protein // J. Biol. Chem. 1999.

41. Kononenko A. V. et al. GTP-dependent structural rearrangement of the eRF1:eRF3 complex and eRF3 sequence motifs essential for PABP binding // Nucleic Acids Res. 2009.

42. Jerbi S. et al. Studies on human eRF3-PABP interaction reveal the influence of eRF3a N-terminal glycin repeat on eRF3-PABP binding affinity and the lower affinity of eRF3a 12-GGC allele involved in cancer susceptibility // RNA Biol. 2016.

43. Inge-Vechtomov S., Zhouravleva G., Philippe M. Eukaryotic release factors (eRFs) history // Biology of the Cell. 2003.

44. Chernoff Y.O., Uptain S.M., Lindquist S.L. Analysis of prion factors in yeast // Methods Enzymol. 2002.

45. Kong C. et al. Crystal structure and functional analysis of the eukaryotic class II release factor eRF3 from S. pombe // Mol Cell. 2004. Vol. 14, № 2. P. 233-245.

46. Volkov K. et al. N-terminal extension of Saccharomyces cerevisiae translation termination factor eRF3 influences the suppression efficiency of sup35 mutations // FEMS Yeast Res. 2007.

47. Wang W. et al. The role of Upf proteins in modulating the translation read-through of nonsense-containing transcripts // EMBO J. 2001.

48. Hoshino S.I. et al. Molecular cloning of a novel member of the eukaryotic polypeptide chain- releasing factors (eRF): Its identification as eRF3 interacting with eRF1 // J.

Biol. Chem. 1998.

49. Chauvin C. et al. Involvement of Human Release Factors eRF3a and eRF3b in Translation Termination and Regulation of the Termination Complex Formation // Mol. Cell. Biol. 2005.

50. Cheng Z. et al. Structural insights into eRF3 and stop codon recognition by eRF1 // Genes Dev. 2009.

51. Cheng Z. et al. Structural insights into eRF3 and stop codon recognition by eRF1 // Genes Dev. 2009. Vol. 23, № 9. P. 1106-1118.

52. Voorhees R.M. et al. The mechanism for activation of GTP hydrolysis on the ribosome. // Science. 2010. Vol. 330, № 6005. P. 835-838.

53. Vorstenbosch E. et al. The G222D mutation in elongation factor Tu inhibits the codon-induced conformational changes leading to GTPase activation on the ribosome. // EMBO J. 1996.

54. Kobayashi T. et al. The GTP-binding release factor eRF3 as a key mediator coupling translation termination to mRNA decay // J. Biol. Chem. 2004.

55. Ivanov P. V. et al. Interactions between UPF1, eRFs, PABP and the exon junction complex suggest an integrated model for mammalian NMD pathways // EMBO J. 2008.

56. Fan-Minogue H. et al. Distinct eRF3 Requirements Suggest Alternate eRF1 Conformations Mediate Peptide Release during Eukaryotic Translation Termination // Mol. Cell. 2008. Vol. 30, № 5. P. 599-609.

57. Mottagui-Tabar S., Tuite M.F., Isaksson L.A. The influence of 5' codon context on translation termination in Saccharomyces cerevisiae // Eur. J. Biochem. 1998.

58. Cridge A.G. et al. Comparison of characteristics and function of translation termination signals between and within prokaryotic and eukaryotic organisms. // Nucleic Acids Res. 2006. Vol. 34, № 7. P. 1959-1973.

59. Janzen D.M., Frolova L., Geballe A.P. Inhibition of Translation Termination Mediated by an Interaction of Eukaryotic Release Factor 1 with a Nascent Peptidyl-tRNA // Mol. Cell. Biol. 2002.

60. Chavatte L. et al. The invariant uridine of stop codons contacts the conserved NIKSR loop of human eRF1 in the ribosome // EMBO J. 2002.

61. Bulygin K.N. et al. Three distinct peptides from the N domain of translation termination factor eRF1 surround stop codon in the ribosome // RNA. 2010.

62. Laurberg M. et al. Structural basis for translation termination on the 70S ribosome // Nature. 2008.

63. Kolosov P. et al. Invariant amino acids essential for decoding function of polypeptide release factor eRF1 // Nucleic Acids Res. 2005.

64. Baranov P. V., Gesteland R.F., Atkins J.F. P-site tRNA is a crucial initiator of ribosomal frameshifting // RNA. 2004.

65. Spiegel P.C., Ermolenko D.N., Noller H.F. Elongation factor G stabilizes the hybridstate conformation of the 70S ribosome // RNA. 2007.

66. Rodnina M. V., Wintermeyer W. Fidelity of Aminoacyl-tRNA Selection on the Ribosome: Kinetic and Structural Mechanisms // Annu. Rev. Biochem. 2001.

67. Gromadski K.B., Rodnina M. V. Kinetic Determinants of High-Fidelity tRNA Discrimination on the Ribosome // Mol. Cell. 2004.

68. Kontos H., Napthine S., Brierley I. Ribosomal Pausing at a Frameshifter RNA Pseudoknot Is Sensitive to Reading Phase but Shows Little Correlation with Frameshift Efficiency // Mol. Cell. Biol. 2002.

69. Plant E.P. et al. Achieving a Golden Mean: Mechanisms by Which Coronaviruses Ensure Synthesis of the Correct Stoichiometric Ratios of Viral Proteins // J. Virol. 2010.

70. Tsuchihashi Z., Kornberg A. Translational frameshifting generates the y subunit of DNA polymerase III holoenzyme // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1990.

71. Cobucci-Ponzano B. et al. The gene of an archaeal a-L-fucosidase is expressed by translational frameshifting // Nucleic Acids Res. 2006.

72. Lüthi K. et al. Evidence for a role of translational frameshifting in the expression of transposition activity of the bacterial insertion element IS1 // Gene. 1990.

73. Belew A.T. et al. Ribosomal frameshifting in the CCR5 mRNA is regulated by miRNAs and the NMD pathway // Nature. 2014.

74. Manktelow E., Shigemoto K., Brierley I. Characterization of the frameshift signal of Edr, a mammalian example of programmed -1 ribosomal frameshifting // Nucleic Acids Res. 2005.

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

Wills N.M. et al. A functional -1 ribosomal frameshift signal in the human paraneoplastic Ma3 gene // J. Biol. Chem. 2006.

Atkins J. et al. Recoding: expansion of decoding rules enriches gene expression // Nucleic Acids Mol. Biol. 2010.

Atkinson J., Dodge M., Gallant J. Secondary structures and starvation-induced frameshifting // Mol. Microbiol. 1997.

Brierley I., Jenner A.J., Inglis S.C. Mutational analysis of the "slippery-sequence" component of a coronavirus ribosomal frameshifting signal // J. Mol. Biol. 1992. Lin Z., Gilbert R.J.C., Brierley I. Spacer-length dependence of programmed-1 or-2 ribosomal frameshifting on a U6A heptamer supports a role for messenger RNA (mRNA) tension in frameshifting // Nucleic Acids Res. 2012.

Caliskan N., Peske F., Rodnina M. V. Changed in translation: MRNA recoding by -1 programmed ribosomal frameshifting // Trends in Biochemical Sciences. 2015. Plant E.P., Dinman J.D. Comparative study of the effects of heptameric slippery site composition on -1 frameshifting among different eukaryotic systems // RNA. 2006. Wang X. et al. Regulation of HIV-1 Gag-Pol Expression by Shiftless, an Inhibitor of Programmed -1 Ribosomal Frameshifting // Cell. 2019.

Napthine S. et al. Protein-directed ribosomal frameshifting temporally regulates gene expression // Nat. Commun. 2017.

Li Y. et al. Transactivation of programmed ribosomal frameshifting by a viral protein // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014.

Kobayashi Y. et al. Identification of a cellular factor that modulates HIV-1 programmed ribosomal frameshifting // J. Biol. Chem. 2010.

Rodnina M. V et al. Translational recoding: canonical translation mechanisms reinterpreted // Nucleic Acids Res. 2019.

Caliskan N. et al. Programmed -1 frameshifting by kinetic partitioning during impeded translocation // Cell. 2014.

Caliskan N. et al. Conditional Switch between Frameshifting Regimes upon Translation of dnaX mRNA // Mol. Cell. 2017.

Chen J. et al. Dynamic pathways of -1 translational frameshifting // Nature. 2014.

90. Kima H.K. et al. A frameshifting stimulatory stem loop destabilizes the hybrid state and impedes ribosomal translocation // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014.

91. Brierley I., Digard P., Inglis S.C. Characterization of an efficient coronavirus ribosomal frameshifting signal: Requirement for an RNA pseudoknot // Cell. 1989.

92. Tsuchihashi Z., Brown P.O. Sequence requirements for efficient translational frameshifting in the Escherichia coli dnaX gene and the role of an unstable interaction between tRNALys and an AAG lysine codon // Genes Dev. 1992.

93. Zhou J. et al. Spontaneous ribosomal translocation of mRNA and tRNAs into a chimeric hybrid state // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2019.

94. Qin P. et al. Structured mRNA induces the ribosome into a hyper-rotated state // EMBO Rep. 2014.

95. Qu X. et al. The ribosome uses two active mechanisms to unwind messenger RNA during translation // Nature. 2011.

96. Takyar S., Hickerson R.P., Noller H.F. mRNA helicase activity of the ribosome // Cell. 2005.

97. Bertrand C. et al. Influence of the stacking potential of the base 3' of tandem shift codons on -1 ribosomal frameshifting used for gene expression // RNA. 2002.

98. Vallabhaneni H. et al. Connection between stop codon reassignment and frequent use of shifty stop frameshifting // RNA. 2009.

99. Huang W.M. et al. A persistent untranslated sequence within bacteriophage T4 DNA topoisomerase gene 60 // Science. 1988.

100. Lang B.F. et al. Massive programmed translational jumping in mitochondria // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014.

101. Todd G.C., Walter N.G. Secondary structure of bacteriophage T4 gene 60 mRNA: Implications for translational bypassing // RNA. 2013.

102. Bonocora R.P. et al. A homing endonuclease and the 50-nt ribosomal bypass sequence of phage T4 constitute a mobile DNA cassette // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011.

103. Weiss R.B., Huang W.M., Dunn D.M. A nascent peptide is required for ribosomal bypass of the coding gap in bacteriophage T4 gene 60 // Cell. 1990.

104. Chen J. et al. Coupling of mRNA Structure Rearrangement to Ribosome Movement

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

during Bypassing of Non-coding Regions // Cell. 2015.

Klimova M. et al. EF-G-induced ribosome sliding along the noncoding mRNA // Sci. Adv. 2019.

Samatova E. et al. High-efficiency translational bypassing of non-coding nucleotides specified by mRNA structure and nascent peptide // Nat. Commun. 2014. Agirrezabala X. et al. Ribosome rearrangements at the onset of translational bypassing // Sci. Adv. 2017.

Herr A.J. et al. Drop-off during ribosome hopping // J. Mol. Biol. 2001.

Zhang Y. et al. Pyrrolysine and selenocysteine use dissimilar decoding strategies // J.

Biol. Chem. 2005.

Blight S.K. et al. Direct charging of tRNACUA with pyrrolysine in vitro and in vivo // Nature. 2004.

Böck A. et al. Selenocysteine: the 21st amino acid // Molecular Microbiology. 1991. Forchhammer K., Boesmiller K., Böck A. The function of selenocysteine synthase and SELB in the synthesis and incorporation of selenocysteine // Biochimie. 1991. Alkalaeva E. et al. Translation termination in pyrrolysine-utilizing archaea // FEBS Lett. 2009. Vol. 583, № 21. P. 3455-3460.

Allmang C., Krol A. Selenoprotein synthesis: UGA does not end the story // Biochimie. 2006.

Doronina V.A., Brown J.D. When nonsense makes sense and vice versa: Noncanonical decoding events at stop codons in eukaryotes // Mol. Biol. 2006. Fagegaltier D. Characterization of mSelB, a novel mammalian elongation factor for selenoprotein translation // EMBO J. 2000.

Zinoni F., Heider J., Böck A. Features of the formate dehydrogenase mRNA necessary for decoding of the UGA codon as selenocysteine // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1990.

Fischer N. et al. The pathway to GTPase activation of elongation factor SelB on the ribosome // Nature. 2016.

Rudinger J. et al. Antideterminants present in minihelix(Sec) hinder its recognition by prokaryotic elongation factor Tu. // EMBO J. 1996.

120. Paleskava A., Konevega A.L., Rodnina M. V. Thermodynamic and kinetic framework of selenocysteyl-tRNASec recognition by elongation factor SelB // J. Biol. Chem. 2010.

121. Kotini S.B., Peske F., Rodnina M. V. Partitioning between recoding and termination at a stop codon-selenocysteine insertion sequence // Nucleic Acids Res. 2015.

122. Grundner-Culemann E. et al. Interplay between termination and translation machinery in eukaryotic selenoprotein synthesis // J. Mol. Biol. 2001.

123. Namy O. et al. Reprogrammed Genetic Decoding in Cellular Gene Expression // Mol. Cell. 2004. Vol. 13, № 2. P. 157-168.

124. Blanchet S. et al. New insights into stop codon recognition by eRF1 // Nucleic Acids Res. 2015. Vol. 43, № 6. P. 3298-3308.

125. Skuzeski J.M. et al. The signal for a leaky UAG stop codon in several plant viruses includes the two downstream codons // J. Mol. Biol. 1991. Vol. 218, № 2. P. 365-373.

126. Firth A.E. et al. Stimulation of stop codon readthrough: Frequent presence of an extended 3??? RNA structural element // Nucleic Acids Res. 2011. Vol. 39, № 15. P. 6679-6691.

127. Schueren F., Thoms S. Functional Translational Readthrough: A Systems Biology Perspective // PLoS Genetics. 2016.

128. Dabrowski M., Bukowy-Bieryllo Z., Zietkiewicz E. Translational readthrough potential of natural termination codons in eucaryotes - The impact of RNA sequence // RNA Biol. 2015. Vol. 12, № 9. P. 950-958.

129. Eswarappa S.M. et al. Programmed translational readthrough generates antiangiogenic VEGF-Ax // Cell. 2014. Vol. 157, № 7. P. 1605-1618.

130. Namy O., Hatin I., Rousset J.P. Impact of the six nucleotides downstream of the stop codon on translation termination // EMBO Rep. 2001. Vol. 2, № 9. P. 787-793.

131. Hofstetter H., Monstein H.J., Weissmann C. The readthrough protein A1 is essential for the formation of viable Qß particles // BBA Sect. Nucleic Acids Protein Synth. 1974.

132. Weiner A.M., Weber K. A single UGA codon functions as a natural termination signal in the coliphage Qß coat protein cistron // J. Mol. Biol. 1973.

133. Pelham H.R.B. Leaky UAG termination codon in tobacco mosaic virus RNA // Nature. 1978.

134. Beier H. et al. UAG readthrough during TMV RNA translation: isolation and sequence of two tRNAs Tyr with suppressor activity from tobacco plants // EMBO J. 1984.

135. Li G., Rice C.M. The signal for translational readthrough of a UGA codon in Sindbis virus RNA involves a single cytidine residue immediately downstream of the termination codon. // J. Virol. 1993. Vol. 67, № 8. P. 5062-5067.

136. Brault V. et al. Aphid transmission of beet western yellows luteovirus requires the minor capsid read-through protein P74. // EMBO J. 1995.

137. Brown C.M., Dinesh-Kumar S.P., Miller W.A. Local and distant sequences are required for efficient readthrough of the barley yellow dwarf virus PAV coat protein gene stop codon. // J. Virol. 1996.

138. Filichkin S.A. et al. In Vivo Expression and Mutational Analysis of the Barley Yellow Dwarf Virus Readthrough Gene // Virology. 1994.

139. Yoshinaka Y. et al. Murine leukemia virus protease is encoded by the gag-pol gene and is synthesized through suppression of an amber termination codon // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1985.

140. Csibra E., Brierley I., Irigoyen N. Modulation of stop codon read-through efficiency and its effect on the replication of murine leukemia virus. // J. Virol. 2014. Vol. 88, № 18. P. 10364-10376.

141. Chambert R., Rain-Guion M.C., Petit-Glatron M.F. Readthrough of the Bacillus subtilis stop codon produces an extended enzyme displaying a higher polymerase activity // BBA - Gene Struct. Expr. 1992.

142. Namy O., Duchateau-Nguyen G., Rousset J.P. Translational readthrough of the PDE2 stop codon modulates cAMP levels in Saccharomyces cerevisiae // Mol. Microbiol. 2002.

143. Freitag J., Ast J., Bölker M. Cryptic peroxisomal targeting via alternative splicing and stop codon read-through in fungi // Nature. 2012. Vol. 485, № 7399. P. 522-525.

144. Yamaguchi Y. et al. L-MPZ, a novel isoform of myelin P0, is produced by stop codon readthrough // J. Biol. Chem. 2012. Vol. 287, № 21. P. 17765-17776.

145. Yamaguchi Y., Baba H. Phylogenetically Conserved Sequences Around Myelin P0 Stop Codon are Essential for Translational Readthrough to Produce L-MPZ //

Neurochem. Res. 2018.

146. Loughran G. et al. Evidence of efficient stop codon readthrough in four mammalian genes // Nucleic Acids Res. 2014. Vol. 42, № 14. P. 8928-8938.

147. Chittum H.S. et al. Rabbit ß-globin is extended beyond its UGA stop codon by multiple suppressions and translational reading gaps // Biochemistry. 1998. Vol. 37, № 31. P. 10866-10870.

148. Geller A.I., Rich A. A UGA termination suppression tRNATrp active in rabbit reticulocytes // Nature. 1980.

149. Hatfield D. et al. Immunopurification of the Suppressor tRNA Dependent Rabbit ß-Globin Readthrough Protein // Biochemistry. 1988.

150. Schueren F. et al. Peroxisomal lactate dehydrogenase is generated by translational readthrough in mammals // Elife. 2014. Vol. 3. P. e03640.

151. Stiebler A.C. et al. Ribosomal Readthrough at a Short UGA Stop Codon Context Triggers Dual Localization of Metabolic Enzymes in Fungi and Animals // PLoS Genet. 2014.

152. Loughran G. et al. Stop codon readthrough generates a C-terminally extended variant of the human vitamin D receptor with reduced calcitriol response. // J. Biol. Chem. 2018. P. jbc.M117.818526.

153. Cridge A.G. et al. Eukaryotic translational termination efficiency is influenced by the 3 nucleotides within the ribosomal mRNA channel // Nucleic Acids Res. 2018.

154. Howard M.T. et al. Sequence specificity of aminoglycoside-induced stop codon readthrough: Potential implications for treatment of Duchenne muscular dystrophy // Ann. Neurol. 2000.

155. Manuvakhova M., Keeling K., Bedwell D.M. Aminoglycoside antibiotics mediate context-dependent suppression of termination codons in a mammalian translation system. TL - 6 // RNA. 2000. Vol. 6 VN-re, № 7. P. 1044-1055.

156. Arkov A.L., Korolev S. V., Kisslev L.L. 5' contexts of Escherichia coli and human termination codons are similar // Nucleic Acids Res. 1995.

157. Tork S. et al. The major 5' determinant in stop codon read-through involves two adjacent adenines // Nucleic Acids Res. 2004.

158. Cassan M., Rousset J.P. UAG readthrough in mammalian cells: effect of upstream and downstream stop codon contexts reveal different signals. // BMC Mol. Biol. 2001. Vol. 2. P. 3.

159. Brown C.M. et al. Sequence analysis suggests that tetra-nucleotides signal the termination of protein synthesis in eukaryotes // Nucleic Acids Res. 1990. Vol. 18, № 21. P. 6339-6345.

160. Pedersen W.T., Curran J.F. Effects of the nucleotide 3??? to an amber codon on ribosomal selection rates of suppressor tRNA and release factor-1 // J. Mol. Biol. 1991. Vol. 219, № 2. P. 231-241.

161. Tate W.P. et al. Translational termination efficiency in both bacteria and mammals is regulated by the base following the stop codon. // Biochemistry and cell biology = Biochimie et biologie cellulaire. 1995.

162. Namy O. et al. Identification of stop codon readthrough genes in Saccharomyces cerevisiae // Nucleic Acids Res. 2003. Vol. 31, № 9. P. 2289-2296.

163. Beier H., Grimm M. Misreading of termination codons in eukaryotes by natural nonsense suppressor tRNAs. // Nucleic Acids Res. 2001. Vol. 29, № 23. P. 4767-4782.

164. Urban C. UGA suppression by tRNACmCATrp occurs in diverse virus RNAs due to a limited influence of the codon context // Nucleic Acids Res. 1996. Vol. 24, № 17. P. 3424-3430.

165. Williams I. et al. Genome-wide prediction of stop codon readthrough during translation in the yeast Saccharomyces cerevisiae // Nucleic Acids Res. 2004. Vol. 32, № 22. P. 6605-6616.

166. Shao S. et al. Decoding Mammalian Ribosome-mRNA States by Translational GTPase Complexes // Cell. 2016.

167. Wills N.M., Gesteland R.F., Atkins J.F. Pseudoknot-dependent read-through of retroviral gag termination codons: importance of sequences in the spacer and loop 2 // EMBO J. 1994. Vol. 13, № 17. P. 4137-4144.

168. Wills N.M., Gesteland R.F., Atkins J.F. Evidence that a downstream pseudoknot is required for translational read-through of the Moloney murine leukemia virus gag stop codon // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1991.

169. Feng Y.X. et al. Bipartite signal for read-through suppression in murine leukemia virus mRNA: An eight-nucleotide purine-rich sequence immediately downstream of the gag termination codon followed by an RNA pseudoknot // J. Virol. 1992.

170. Jungreis I. et al. Evidence of abundant stop codon readthrough in Drosophila and other metazoa // Genome Res. 2011. Vol. 21, № 12. P. 2096-2113.

171. Steneberg P., Samakovlis C. A novel stop codon readthrough mechanism produces functional headcase protein in Drosophila trachea // EMBO Rep. 2001.

172. Napthine S. et al. Characterization of the stop codon readthrough signal of Colorado tick fever virus segment 9 RNA. // RNA. 2012. Vol. 18, № 2. P. 241-252.

173. Beznoskova P. et al. Translation initiation factor eIF3 promotes programmed stop codon readthrough // Nucleic Acids Res. 2015. Vol. 43, № 10. P. 5099-5111.

174. Carnes J. et al. Stop codon suppression via inhibition of eRF1 expression // RNA. 2003.

175. Liebman S.W., Sherman F. Extrachromosomal psi+ determinant suppresses nonsense mutations in yeast // J. Bacteriol. 1979. Vol. 139, № 3. P. 1068-1071.

176. Paushkin S. V. et al. Propagation of the yeast prion-like [psi+] determinant is mediated by oligomerization of the SUP35-encoded polypeptide chain release factor. // EMBO J. 1996.

177. Blanchet S. et al. New insights into the incorporation of natural suppressor tRNAs at stop codons in Saccharomyces cerevisiae // Nucleic Acids Res. 2014. Vol. 42, № 15. P.10061-10072.

178. Beznoskova P. et al. Rules of UGA-N decoding by near-cognate tRNAs and analysis of readthrough on short uORFs in yeast. 2016. P. 456-466.

179. Roy B. et al. Nonsense suppression by near-cognate tRNAs employs alternative base pairing at codon positions 1 and 3 // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2015.

180. Blanchet S. et al. Deciphering the reading of the genetic code by near-cognate tRNA // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2018.

181. Dunn J.G. et al. Ribosome profiling reveals pervasive and regulated stop codon readthrough in Drosophila melanogaster // Elife. 2013. Vol. 2013, № 2. P. 1-32.

182. Baranov P. V, Atkins J.F., Yordanova M.M. Augmented genetic decoding: global, local and temporal alterations of decoding processes and codon meaning. // Nat. Rev. Genet.

Nature Publishing Group, 2015. Vol. 16, № 9. P. 517-529.

183. Bender A., Hajievab P., Moosmann B. Adaptive antioxidant methionine accumulation in respiratory chain complexes explains the use of a deviant genetic code in mitochondria // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008.

184. Sengupta S., Higgs P.G. Pathways of Genetic Code Evolution in Ancient and Modern Organisms // Journal of Molecular Evolution. 2015.

185. Sengupta S., Yang X., Higgs P.G. The mechanisms of codon reassignments in mitochondrial genetic codes // Journal of Molecular Evolution. 2007.

186. Eliseev B. et al. A single amino acid change of translation termination factor eRF1 switches between bipotent and omnipotent stop-codon specificity // Nucleic Acids Res. 2011. Vol. 39, № 2. P. 599-608.

187. Salas-Marco J. et al. Distinct paths to stop codon reassignment by the variant-code organisms Tetrahymena and Euplotes // Mol. Cell. Biol. 2006. Vol. 26, № 2. P. 438.

188. Lekomtsev S. et al. Different modes of stop codon restriction by the Stylonychia and Paramecium eRF1 translation termination factors // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007.

189. Salim H.M.W., Ring K.L., Cavalcanti A.R.O. Patterns of Codon Usage in two Ciliates that Reassign the Genetic Code: Tetrahymena thermophila and Paramecium tetraurelia // Protist. 2008. Vol. 159, № 2. P. 283-298.

190. Sánchez-Silva R. et al. A new noncanonical nuclear genetic code: Translation of UAA into glutamate // Curr. Biol. 2003.

191. Keeling P.J. et al. The Marine Microbial Eukaryote Transcriptome Sequencing Project (MMETSP): Illuminating the Functional Diversity of Eukaryotic Life in the Oceans through Transcriptome Sequencing // PLoS Biol. 2014.

192. Heaphy S.M. et al. Novel Ciliate Genetic Code Variants Including the Reassignment of All Three Stop Codons to Sense Codons in Condylostoma magnum // Mol. Biol. Evol. 2016.

193. Záhonová K. et al. An Unprecedented Non-canonical Nuclear Genetic Code with All Three Termination Codons Reassigned as Sense Codons // Curr. Biol. 2016.

194. Swart E.C. et al. Genetic Codes with No Dedicated Stop Codon : Context-Dependent

Translation Termination Article Genetic Codes with No Dedicated Stop Codon: Context-Dependent Translation Termination // Cell. 2016. Vol. 166, № 3. P. 691-702.

195. Eliseev B.D. et al. Translation termination factor eRF1 of the ciliate Blepharisma japonicum recognizes all three stop codons // Mol. Biol. 2011. Vol. 45, № 4. P. 614618.

196. James C.M. et al. The Amber Codon in the Gene Encoding the Monomethylamine Methyltransferase Isolated from Methanosarcina barkeri Is Translated as a Sense Codon // J. Biol. Chem. 2001.

197. Srinivasan G., James C.M., Krzycki J.A. Pyrrolysine encoded by UAG in archaea: Charging of a UAG-decoding specialized tRNA // Science (80-. ). 2002.

198. Alkalaeva E., Mikhailova T. Reassigning stop codons via translation termination: How a few eukaryotes broke the dogma // BioEssays. 2017.

199. Poole E.S. et al. Translational termination in Escherichia coli: Three bases following the stop codon crosslink to release factor 2 and affect the decoding efficiency of UGA-containing signals // Nucleic Acids Res. 1998. Vol. 26, № 4. P. 954-960.

200. Cavener D.R., Ray S.C. Eukaryotic start and stop translation sites. // Nucleic Acids Res. 1991. Vol. 19, № 12. P. 3185-3192.

201. Brown C.M. et al. The signal for the termination of protein synthesis in procaryotes // Nucleic Acids Res. 1990.

202. Brown C.M. et al. Sequence analysis suggests that tetra-nucleotides signal the termination of protein synthesis in eukaryotes. // Nucleic Acids Res. 1990. Vol. 18, № 21. P. 6339-6345.

203. Berezovsky I.N. et al. COOH-terminal decamers in proteins are non-random // FEBS Lett. 1997.

204. Cridge A.G. et al. Comparison of characteristics and function of translation termination signals between and within prokaryotic and eukaryotic organisms // Nucleic Acids Res. 2006.

205. Angenon G., Van Montagu M., Depicker A. Analysis of the stop codon context in plant nuclear genes. // FEBS Lett. 1990. Vol. 271, № 1-2. P. 144-146.

206. Sun J. et al. Relationships Among Stop Codon Usage Bias, Its Context, Isochores, and

Gene Expression Level in Various Eukaryotes // J. Mol. Evol. 2005. Vol. 61, № 4. P. 437-444.

207. Bertram G. et al. Endless possibilities: translation termination and stop codon recognition. // Microbiology. 2001. Vol. 147, № Pt 2. P. 255-269.

208. Miller J.H., Albertini A.M. Effects of surrounding sequence on the suppression of nonsense codons // J. Mol. Biol. 1983.

209. Bossi L. Context effects: Translation of UAG codon by suppressor tRNA is affected by the sequence following UAG in the message // J. Mol. Biol. 1983.

210. Martin R., Weiner M., Gallant J. Effects of release factor context at UAA codons in Escherichia coli. // J. Bacteriol. 1988.

211. Poole E.S., Brown C.M., Tate W.P. The identity of the base following the stop codon determines the efficiency of in vivo translational termination in Escherichia coli. // EMBO J. 1995.

212. Zhang S., Rydén-Aulin M., Isaksson L.A. Interaction between a mutant release factor one and P-site peptidyl-tRNA is influenced by the identity of the two bases downstream of the stop codon UAG // FEBS Lett. 1999.

213. Björnsson A., Mottagui-Tabar S., Isaksson L.A. Structure of the C-terminal end of the nascent peptide influences translation termination. // EMBO J. 1996.

214. Zhang S., Rydén-Aulin M., Isaksson L.A. Functional interaction between release factor one and P-site peptidyl-tRNA on the ribosome // J. Mol. Biol. 1996.

215. Zhang S., Rydén-Aulin M., Isaksson L.A. Functional interaction between tRNA 2 (Gly) at the ribosomal P-site and RF1 during termination at UAG // J. Mol. Biol. 1998.

216. Mottagui-Tabar S., Björnsson A., Isaksson L.A. The second to last amino acid in the nascent peptide as a codon context determinant. // EMBO J. 1994.

217. Doronina V.A., Brown J.D. Non-canonical decoding events at stop codons in eukaryotes // Molekuliarnaia biologiia. 2006.

218. Pánek J. et al. A systematic computational analysis of the rRNA-3' UTR sequence complementarity suggests a regulatory mechanism influencing post-termination events in metazoan translation // RNA. 2016. Vol. 22, № 7. P. 957-967.

219. Loenarz C. et al. Hydroxylation of the eukaryotic ribosomal decoding center affects

translational accuracy // Proc. Natl. Acad. Sci. 2014. Vol. 111, № 11. P. 4019-4024.

220. Studier F.W., Moffatt B.A. Use of bacteriophage T7 RNA polymerase to direct selective high-level expression of cloned genes // J. Mol. Biol. 1986.

221. Miroux B., Walker J.E. Over-production of proteins in Escherichia coli: Mutant hosts that allow synthesis of some membrane proteins and globular proteins at high levels // Journal of Molecular Biology. 1996.

222. Frolova L.Y. et al. Functional expression of eukaryotic polypeptide chain release factors 1 and 3 by means of baculovirus/insect cells and complex formation between the factors // Eur. J. Biochem. 1998.

223. Trowitzsch S. et al. New baculovirus expression tools for recombinant protein complex production // J. Struct. Biol. 2010.

224. Ge W. et al. Oxygenase-catalyzed ribosome hydroxylation occurs in prokaryotes and humans // Nat. Chem. Biol. 2012.

225. Klose R.J., Kallin E.M., Zhang Y. JmjC-domain-containing proteins and histone demethylation // Nat. Rev. Genet. 2006.

226. Mantri M. et al. Crystal structure of the 2-Oxoglutarate- and Fe(II)-dependent lysyl hydroxylase JMJD6 // J. Mol. Biol. 2010.

227. Grentzmann G. et al. A dual-luciferase reporter system for studying recoding signals // RNA. 1998.

228. Feng T. et al. Optimal Translational Termination Requires C4 Lysyl Hydroxylation of eRF1 // Mol. Cell. 2014. Vol. 53, № 4.

229. Kallmeyer A.K., Keeling K.M., Bedwell D.M. Eukaryotic release factor 1 phosphorylation by CK2 protein kinase is dynamic but has little effect on the efficiency of translation termination in Saccharomyces cerevisiae // Eukaryot. Cell. 2006.

230. Graille M. et al. Methylation of class I translation termination factors: Structural and functional aspects // Biochimie. Elsevier Masson SAS, 2012. Vol. 94, № 7. P. 15331543.

231. Coleman M.L. et al. Asparaginyl hydroxylation of the notch ankyrin repeat domain by factor inhibiting hypoxia-inducible factor // J. Biol. Chem. 2007.

232. Loenarz C., Schofield C.J. Physiological and biochemical aspects of hydroxylations

and demethylations catalyzed by human 2-oxoglutarate oxygenases // Trends in Biochemical Sciences. 2011.

233. Polshakov V.I. et al. Structure and dynamics in solution of the stop codon decoding N-terminal domain of the human polypeptide chain release factor eRF1 // Protein Sci. 2012. Vol. 21, № 6. P. 896-903.

234. Bidou L. et al. Premature stop codons involved in muscular dystrophies show a broad spectrum of readthrough efficiencies in response to gentamicin treatment // Gene Ther. 2004. Vol. 11. P. 619-627.

235. Ivanov A. et al. PABP enhances release factor recruitment and stop codon recognition during translation termination // Nucleic Acids Res. 2016. Vol. 44, № 16. P. 77667776.

236. Susorov D. et al. Stabilization of eukaryotic ribosomal termination complexes by deacylated tRNA // Nucleic Acids Res. 2015. Vol. 43, № 6.

237. Mikhailova T. et al. RNA helicase DDX19 stabilizes ribosomal elongation and termination complexes // Nucleic Acids Res. 2017.

238. Ying L. et al. Roles of specific aminoglycoside-ribosome interactions in the inhibition of translation // RNA. 2019.

239. Floquet C. et al. Statistical analysis of readthrough levels for nonsense mutations in mammalian cells reveals a major determinant of response to gentamicin // PLoS Genet. 2012. Vol. 8, № 3.

240. Bulygin K.N. et al. C-domain of translation termination factor eRF1 neighbors stop codon at the 80S ribosomal A site // Mol. Biol. (Mosk). 2007.

241. Egorova T. et al. Fluorescent toeprinting to study the dynamics of ribosomal complexes // Methods. 2019.

242. Seit-Nebi A. et al. Class-1 translation termination factors: Invariant GGQ minidomain is essential for release activity and ribosome binding but not for stop codon recognition // Nucleic Acids Res. 2001. Vol. 29, № 19. P. 3982-3987.

243. Pisarev A. V., Hellen C.U.T., Pestova T. V. Recycling of Eukaryotic Posttermination Ribosomal Complexes // Cell. 2007. Vol. 131, № 2. P. 286-299.