Участки N-концевого домена фактора терминации трансляции эукариот eRF1, ответственные за узнавание стоп-сигналов в мРНК тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.03, кандидат биологических наук Колосов, Петр Михайлович

• Колосов, Петр Михайлович
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Колосов, Петр Михайлович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Терминация трансляции

1.1.1 Краткая схема трансляции. Участники 10 терминационного события.

1.1.2 Участие рРНК рибосомы в терминации трансляции.

1.1.3 Факторы терминации трансляции 1 -го класса. 14 1.1.4. Факторы терминации 2-го класса

1.1.5 Взаимодействие eRPl и eRF

1.1.6 Влияние контекста мРНК и пептидил-тРНК на терминацию трансляции.

1.2 Функциональная анатомия eRFl человека

1.2.1 М-домен eRFl человека. Минидомен GGO

1.2.2 N-домен eRF 1 человека. Минидомен NIKS (TASNIKS)

1.2.3 N-домен eRFl человека. Минидомен YxCxxxF

1.2.4 С-домен eRFl человека.

1.3 Гипотезы о декодировании стоп-кодонов

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Материалы

2.1.1 Штаммы бактерий и плазмиды

2.1.2 Среды

2.1.3 Реактивы

2.1.4 Ферменты

2.1.5 Олигонуклеотиды

2.2 Методы исследований

2.2.1 Выделение плазмидной ДНК из E.coli

2.2.2 Электрофорез ДНК в агарозном геле

2.2.3 Расщепление ДНК эндонуклеазами рестрикции и реакция лигирования ДНК

2.2.4 Трансформация Е. coli плазмидной ДНК

2.2.5 Трансформация Е. coli плазмидной ДНК методом электропорации

2.2.6 Очистка фрагментов ДНК в легкоплавкой агарозе

2.2.7 Полнмеразная цепная реакция (ПЦР)

2.2.8 Определение первичной структуры (секвенирование) ДНК при помощи автомата ческой системы

Applied Biosystems ABI

2.2.9 Сайт-направленный мутагенез с помощью праймеров, содержащих уникальный сайт рестрикции

2.2.10 Метод мегапраймерной ПЦР со сменой матрицы

2.2.11 Амплификация N-концевых частей гена eRFl Stylonychici mytilus

2.2.12 Конструирование генов гибридных eRFl

2.2.13 Экспрессия и выделение белков

2.2.14 Электрофорез белков в денатурирующем 12% ПААГ

2.2.15 Определение активности eRF

2.2.16 Определение ГТФазной активности eRF

2.2.17 мРНК аналоги

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Получение рекомбипантного белка eRFl в Е. coli

3.2 Получение eRFl с точечными заменами аминокислотных остатков в N-домене eRFl человека.

3.3 Водородная связь между остатками Е55 и Y

3.3.1. Замены аминокислот в области 51-56.

3.3.2. Замены аминокислот в положениях 124, 125 и

3.3.3. Водородная связь между остатками Glu55 и Tyrl

3.4 Создание гибридной конструкции eRFl, где N-концевой домен eRFl человека заменен на N-концевой домен eRFl инфузории Stylonychia mytilis

3.5 Создание гибридных конструкций eRFl, в которых участки N-концевого домена eRF 1 человека заменены участками N-концевого домена eRF 1 Stylonychia mytilis

3.6 Сшивки мутантов eRFl человека по метионину со стоп-кодонами в рибосоме

3.7 Пуриновые основания стоп-кодонов в А-участке рибосомы соседствуют с более протяженной областью N-концевого домена eRF 1, чем YxCxxxF

3.8 Поведение индивидуальных доменов eRFl in vitro в ГТФ-азном тесте

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Участки N-концевого домена фактора терминации трансляции эукариот eRF1, ответственные за узнавание стоп-сигналов в мРНК»

Заключительная стадия биосинтеза полипептидной цепи - терминация трансляции - происходит в тот момент, когда в А-участке рибосомы оказывается один из трех стоп-кодонов транслируемой мРНК - UAA, UAG или UGA. Ключевую роль в этом процессе играют белковые факторы терминации трансляции. Факторы 1-го класса принимают участие в узнавании стоп-кодона мРНК и в гидролизе пептидил-тРНК в пептидилтрансферазном центре рибосом. В универсальном коде стоп-кодоны UAA, UAG и UGA используются для терминации трансляции и узнаются факторами терминации 1-го класса, которые затем индуцируют гидролиз пептидил-тРНК в рибосоме. В прокариотах имеются два фактора терминации 1-го класса, RF1 и RF2, которые узнают стоп-кодоны UAG/UAA и UGA/UAA соответственно, а в эукариотах фактор eRFl узнает все три стоп-кодона (Kisselev et al., 2002 2003). Функционально RF сходны с тРНК, так как декодируют стоп-кодон в малой субъединице рибосомы и активируют пептидилтрасферазный центр в большой субъединице (Kisselev and Buckingham, 2000). Факторы 2-го класса связываются с факторами 1-го класса в рибосоме и гидролнзуют ГТФ. Факторы терминации 2-го класса, RF3 и eRF3, представляют собой рибосомо-зависимые ГТФ-азы, а эукариотический фактор eRF3 еще и eRFl-зависим (Frolova et al., 1996; Zavialov et al., 2001).

Методом рентгеноструктурного анализа определена трехмерная структура фактора терминации 1-го класса eRFl человека (Song L. et al., 2000) и методом ЯМР определена трехмерная структура его М-домена в растворе (Ivanova Е. et al., 2007). Согласно данным структурного анализа фактор терминации eRFl состоит из трех доменов. N-концевой домен ответствен за узнавание стоп-кодонов, М-домен вовлечен в процесс гидролиза пептидил-тРНК в пептидилтрансферазном центре рибосомы, а С-концевой домен взаимодействует с фактором терминации 2-го класса, eRF3.

Функции эукарнотических факторов терминации обоих классов нуждаются в дальнейшем изучении. Так до сих пор не выявлены с достаточной степенью достоверности участки, вовлеченные в непосредственное узнавание стоп-сигналов мРНК, не изучен механизм гидролиза пептидил-тРНК в пептидплтрансферазном центре рибосомы, недостаточно исследовано взаимодействие между факторами этих 2-х классов. В настоящее время создан ряд предпосылок для таких исследований. Во-первых, для поиска функционально важных аминокислотных остатков стали широко использовать точечный мутагенез eRFl с последующим функциональным тестированием в системах in vivo и in vitro, во-вторых, созданы базы данных для множества организмов с частично или полностью секвенироваппым геномом, в-третьих, обнаружено уже достаточно большое число организмов с так называемым вариантным генетическим кодом, использующих в качестве значащих ко донов один или два «сгоп»-кодона из трех существующих. Факторы терминации трансляции организмов с вариантным генетическим кодом, несмотря на высокую степень гомологии с большинством омнипотентпых факторов, проявляют би-/унипотентность при узнавании стоп-сигналов в мРНК, что дает возможность исследовать декодирующую функцию путем создания гибридных (химерных) форм факторов терминации трансляции.

Основная цель работы состояла в выяснении функциональной роли аминокислотных остатков, находящихся в высококонсервативных участках молекулы eRFl, в особенности, поиск участков молекулы eRFl, вовлеченных в декодирование стоп-кодонов. Ранее, с использованием "химерного" подхода показано, что узнавание стоп-кодонов определяется N-доменом eRFl эуплоты (Chavatte et al., 2003b; Salas-Marco et al., 2006).

Сформулированы следующие конкретные задачи исследования: 1) методом направленного мутагенеза получить точечные замены аминокислот в N-концевом домене eRFl человека; 2) выделить и очистить мутантные формы eRFl человека, охарактеризовать их функциональную активность; 3) 7 получить гибридную конструкцию, где N-концевой домен eRFl человека замещен N-концевым доменом eRFl инфузории Stylonychia mytilis; охарактеризовать функциональную активность гибридного фактора; 4) получить набор гибридных конструкций, где участки N-концевого домена eRFl человека замещены аналогичными участками N-концевого домена eRFl инфузории Stylonychia mytilis; охарактеризовать функциональную активность гибридных факторов; 5) получить мутантные eRFl с заменами выбранных аминокислотных остатков на метионнн в различных положениях N-концевого домена с целью идентификации сшивок eRFl-мРНК в рибосоме; 6) получить генноинженерные конструкции фрагментов гена erfl человека, кодирующие индивидуальные домены eRFl; охарактеризовать взаимодействие доменов друг с другом, участие в образовании комплексов eRF l-eRF3-рибосома, их влияние на способность активировать ГТФазную активность eRF3 в рибосоме.

В работе создан широкий спектр точечных мутаций N-концевого домена eRFl. Высказано предположение, что консервативный Туг 125 образует водородную связь с Glu55, которая вероятно фиксирует ориентацию Туг125 в молекуле eRFl, что важно для узнавания третьего положения в стоп-кодоне. Показано, что замена N-концевого домена eRFl человека на гомологичный N-концевой домен eRFl инфузории S. mytilis приводит к изменению специфичности узнавания стоп-кодонов, гибридным белком. Выявлен дипептид TS в N-концевом домене eRFl человека (положения 122123), замена которого на дипептид QF, находящийся в аналогичном положении в N-концевом домене Stylonychia mytilis, переключает омнипотентность фактора на узнавание только стоп-кодона UGA в гибридных белках. Показано, что гуанин в стоп-кодоне UGA образует сшивку с участком 121-124 eRFl, а гуанин стоп-кодона UAG образует сшивку после 131-ого аминокислотного остатка eRFl. Установлено, что область, вовлеченная в узнавание стоп-кодонов, так называемый минидомен

YxCxxxF, является более протяженной, чем считали ранее и ограничена положениями 121-132.

Результаты представленной работы открывают перспективы для создания теоретической и экспериментальной базы данных которая может быть полезна для изучения РНК-белковых взаимодействий в общем и работы трансляционного аппарата клетки, в частности. Результаты данной работы могут помочь при разработке супрессорных методов лечения онкозаболеваний и других болезней, связанных с появлением нонсенс-мутаций. Работа открывает возможность значительно расширить функциональное разнообразие белков путем введения неканонических аминокислот в состав белков с использованием стоп-кодонов в качестве смысловых. Результаты работы демонстрируют возможность исследования молекулярной машинерии клетки in vitro и in vivo путем создания широкого спектра мутантных форм белков и гибридных конструкций с помощью относительно простых генно-ииженерных манипуляций.

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Колосов, Петр Михайлович

выводы

1. Замена тырозинового остатка на фенилаланпповый в положении 125 N-концевого домена фактора терминации трансляции eRFl человека приводит к избирательному уменьшению RF-активности фактора в присутствии стоп-кодона UAG при сохранении полной активности в присутствии стоп-кодонов UAA и UGA (рпбосомная тест-система in vitro). Замена Туг 125 на другие аминокислотные остатки вызывает инактивацию eRFl по всем трем стоп-кодонам.

2. На основании данных рентгеноструктурного анализа (Song et al., 2000) высказано предположение, что Туг 125 образует водородную связь с высококонсервативпым Glu55. Гипотеза подтверждена опытами с заменами Glu55 на другие аминокислоты, которые приводят к полной или частичной утрате RF-активности мутантных форм eRFl, если замещение вызывает утрату способности образовывать Н-связь с Туг125. Мутант eRFl Glu55Arg сохраняет RF-активность, так как способен образовать Н-связь с Туг 125.

3. Создана гибридная конструкция eRFl, где N-концевой домен eEFl человека (узнающий все три стоп-кодона) заменен на N-концевой домен eRFl инфузории Stylonychia mytilis (обладающий только UGA-специфичностью). Показано, что такой гибридный белок in vitro приобрел декодирующую специфичность eRFl St. mytilis.

4. Созданы гибридные конструкции eRFl, где различные участки N-концевого домена eRFl человека заменены на эквивалентные участки N-копцевого домена eRFl Stylonychia mytilis. Показано, что днпептид T122Q/S123F функционально важен для переключения омнипотентной специфичности (узнавания всех трех стоп-кодонов) фактора eRFl человека на унипотентную (узнавание только одного стоп-кодона), характерную для eRFl Stylonychia sp.

5. Для картирования районов eRFl человека, соседствующих в А-участке рибосомы млекопитающих со стоп-кодоном, получен набор мутантов eRFl, где функционально несущественные аминокислотные остатки заменены на метионин. Полученные «метиониновые» мутанты в лаборатории Г.Г. Карповой (ИХБФМ СО РАН) использовали для локализации мест сшивок. Обнаружено, что гуанин стоп-кодона UGA сшивается с тетрапептидом 121-124 eRFl человека, гуанин стоп-кодона UAG сшивается с фрагментом 131-195, а гуанин в положении +4 - как с тетрапептидом 121-124, так и с участком 131-195 белка eRFl.

6. Экспериментально показано, что для индукции ГТФазной активности eRF3 в рибосоме достаточно МС-домена eRFl, то есть N-концевой домен, узнающий стоп-кодон, во взаимодействии с eRF3 не участвует.

БЛАГОДАРНОСТИ

Я испытываю глубокую благодарность и признательность Льву Львовичу Киселеву за постоянное внимание к работе, моральную и интеллектуальную поддержку, и Людмиле Юрьевне Фроловой за неоценимую помощь в проведении экспериментальной работы, конструктивную критику и плодотворное обсуждение полученных результатов.

Благодарю всех сотрудников нашей лаборатории, словом и делом помогавших проведению работы: Алкалаеву Елену, Крючкову Полину, Дубовую Веру Ивановну, Кононенко Артема, Нину Опарину, Машкову Тамару Дмитриевну и Зиновьеву Ольгу Леонидовну.

Очень признателен нашим коллегам из лаборатории Галины Георгиевны Карповой, в особенности, Константину Булыгину, внесших большой вклад в представленную работу.

Отдельная благодарность в адрес Андрея Борисовича Полтарауса за проведение секвенирования всех образцов ДНК.

Благодарю Марию Раутян за предоставленные из ее коллекции некоторые виды инфузорий.

3.9. Заключение

Фактор терминации eRFl состоит из трех доменов. N-домен ответственен за узнавание стоп-кодонов, М-домен вовлечен в процесс гидролиза пептидил-тРНК в пегидил-трансферазном центре рибосомы, а С-домен взаимодействует с фактором терминации второго класса eRF3. При этом мы утверждаем, что их функция проявляется только в целом белке. Разнесение функции оказалось невозможным, что указывает на их общую сопряженность.

Основная цель данной работы состояла в выяснении функциональной роли отдельных аминокислотных остатков и протяженных участков аминокислотной цепи, находящихся в N-домене eRFl человека.

Полученные нами результаты позволили говорить о том, что механизм декодирования стоп-кодонов является двухстадийным, причем участки узнавания стоп-кодонов в N домене eRFl, видимо, делятся на два кластера, один из которых узнает первый U, а другой - два пурина в стоп-кодоне. Мы выявили ряд аминокислотных остатков в N домене eRFl человека, функционально значимых для специфичности узнавания отдельных нуклеотидов в стоп-кодонах. Кроме того, создание гибридных eRFl, в которых участки N-коцевого домена eRFl человека заменяли участками N-концевого домена eRFl Stylonychia mytilis, позволило определить минимальные кластеры природной последовательности аминокислотных остатков eRFl S. mytilis, которые ответственны за переключение омнипотентной специфичности на унипотентную (узнавание только стоп-кодона UGA). Нами было показано, что дипептид 122Q-123F оказался ключевым в переключении специфичности. В опыте по сшивкам eRFl с мРНК-аналогами в А-участке рибосомы, мы также показали, что одна из дискриминаторных областей локализована в тетрапептиде 121-124.

Для более детальной интерпретации данных полученных здесь и выведения общей гипотезы декодирования стоп-кодонов представляется исключительно важным дальнейшее введение новых тест-систем, минимизирующих экспериментальные артефакты. Например, очень важный вклад будет внесен экспериментами в «чистой» бесклеточной системе трансляции, собранной из отдельных компонентов. Данная система поможет приблизить полученные данные к ситуации in vivo.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Колосов, Петр Михайлович, 2008 год

1. Alkalaeva E.Z., Pisarev A.V., Frolova L.Y., Kisselev L.L., and Pestova T.V. 2006. In vitro reconstitution of eulcaryotic translation reveals cooperativity between release factors eRFl and eRF3. Cell 125, 1125-1136.

2. Arkov A.L., Korolev S.V., Kisselev L.L. 1993. Termination of translation inbacteria may be modulated via specific interaction between peptide chain release factor 2 and the last peptidyl-tRNA(Ser/Phe). Nucleic Acids Res. 21:2891-2897.

3. Bertram G., Bell H.A., Ritchic D.W., Fullerton G., and Stansfield 1. 2000. Terminating eukaryote translation: domain 1 of release factor eRFl functions in stop codon recognition. RNA 6, 1236-1247.

4. Bertram G., Innes Sh., Minella O., Richardson J.P. and Stanfield I. 2001

5. Endless possibilities: translation termination and stop codon recognition. Microbiology 147, 255-269.

6. Bjornsson A., Mottagui-Tabar S., Isaksson L.A. 1996. Structure of the C-terminal end of the nasccnt peptide influences translation termination. EMBO J. 15, 1696-1704.

7. Birnboim H.C. 1983. A rapid alkaline extraction method for the isolation of plasmidDNA. Methods Enzymol 100, 243-255.

8. Brinkmann U., Mattes R.E., and Buckel P. 1989. High-level expression of recombinant genes in Escherichia coli is dependent on the availability of the dnaY gene product. Gene 85, 109-114.

9. Bonetti В., Fu L., Moon J., Bedwell D.M. 1995. The efficiency of translationtermination is determined by a synergistic interplay between upstream and downstream sequences in Saccharomyces cerevisiae. J. Mol. Biol. 251, 334345.

10. Caron F., and Meyer E. 1985. Does Paramecium primaurelia use a different genetic code in its macronucleus? Nature 314, 185-188.

11. Beaudet A.L. and Caskey C.T. 1970. Release factor translation of RNA phage terminator codons. Nature 227, 38-40.

12. Caskey C.T., Beaudet A.L., and Tate W.P. 1974. Mammalian release factor; in vitro assay and purification. Methods Enzymol 30, 293-303.

13. Caskey C.T., Bosch L., Konccki D.S. 1977. Release factor binding toribosome requires an intact 16 S rRNA 3' terminus. J. Biol. Chem. 252, 44354437.

14. Cassan M. and Rousset J.P. 2001. UAG readthrough in mammalian cells: Effect of upstream and downstream stop codon contexts reveal different signals. BMC Mol Biol. 2, 3-11

15. Chai В., Wang W., Liang A. 2008. Nuclear localization of eukaryotic class II release factor (eRF3): implication for the multifunction of eRF3 in ciliates Euplotes cell. Cell Biol Int 3, 353-357.

16. Chauvin C., Salhi S., Le Goff C., Viranaicken W., Diop D., and Jean-Jean O. 2005. Involvement of human release factors eRF3a and eRF3b in translation termination and regulation of the termination complex formation. Mol Cell Biol 25, 5801-5811.

17. Chauvin C., Salhi S., Jean-Jean O. 2007. Human eukaryotic release factor 3a depletion causes cell cycle arrest at G1 phase through inhibition of the mTOR pathway. Mol Cell Biol 16, 5619-5629.

18. Chavatte L., Frolova L., Kisselev L., and Favre A. 2001. The polypeptide chain release factor eRFl specifically contacts the s(4)UGA stop codon located in the A site of eukaryotic ribosomes. Eur J Biochem 268, 2896-2904.

19. Chavatte L., Frolova L., Laugaa P., Kisselev L., and Favre A. 2003a. Stop codons and UGG promote efficient binding of the polypeptide release factor eRFl to the ribosomal A site. J Mol Biol 331, 745-758.

20. Chavatte L., Kervestin S., Favre A., and Jean-Jean O. 2003b. Stop codon selection in eukaryotic translation termination: comparison of the discriminating potential between human and ciliate eRF Is. Embo J 22, 16441653.

21. Chavatte L., Seit-Nebi A., Dubovaya V., and Favre A. 2002. The invariant uridine of stop codons contacts the conserved NIKSR loop of human eRFl in the ribosome. Embo J21, 5302-531 1.

22. Cohen J., and Adoutte A. 1995. Why does the genetic code deviate so easily in ciliates? Biol Cell 85, 105-108.

23. Dincbas-Renqvist V., Engstrom A., Mora L., Heurgue-Hamard V., Buckingham R., Ehrenberg M. 2000. A post-translational modification in the GGQ motif of RF2 from Escherichia coli stimulates termination of translation. EMBO J. 19, 6900-6907.

24. Doronina V.A., and Brown J.D. 2006. Non-canonical decoding events at stop codons in eukaryotes. Mo! Biol (Mosk) 40, 731-741.

25. Doronina V.A., Wu C., de Felipe P., Sachs M.S., Ryan M.D. and Brown J.D. 2008. Site-specific release of nascent chains from ribosomes at a sense codon., Mol Cell Biol (Mosk) 13, 4227-4239.

26. Figaro S, Scrima N, Buckingham RH, Heurgu6-Hamard V. 2008. HemK2 protein, encoded on human chromosome 21, methylates translation termination factor eRF 1. FEBS Lett 16, 2352-2356

27. Freistroffer D.V., Kwiatkowski M., Buckingham R.H., and Ehrenberg M. 2000. The accuracy of codon recognition by polypeptide release factors. Proc Natl Acad Sci USA 97, 2046-2051.

28. Frolova L., Le Goff X., Zhouravleva G., Davydova E., Philippe M., and Kisselev L. 1996. Eukaryotic polypeptide chain release factor eRF3 is an eRFl and ribosome-dependent guanosine triphosphatase. RNA 2, 334-341.

29. Frolova L., Seit-Nebi A., and Kisselev L. 2002. Highly conserved NIKS tetrapeptide is functionally essential in eukaryotic translation termination factor eRFl. RNA 8, 129-136.

30. Frolova L.Y., Merkulova Т.1., and Kisselev L.L. 2000. Translation termination in eukaryotes: polypeptide release factor eRFl is composed of functionally and structurally distinct domains. RNA 6, 381-390.

31. Grundner-Culemann Е., Martin G.W. 3 . Tujebajeva R., Harney J.W., Berry M.J. 2001. Interplay between termination and translation machinery in eulcaryotic selenoprotein synthesis. J. Mol Biol. 310, 699-707.

32. Gupta M., Copeland P.R. 2007. Functional analysis of the interplay between translation termination, selenoc\ steine codon context, and selenocysteine insertion sequence-binding protein 2. J Biol Chem 51, 36797-36807

33. Inagalci Y., Blouin C., Doolittle W.F., and Roger A.J. 2002. Convergence and constraint in eulcaryotic release factor 1 (eRFl) domain 1: the evolution of stop codon specificity. Nucleic Acids Res 30, 532-544.

34. Inagalci Y., and Doolittle W.F. 2001. Class I release factors in ciliates with variant genetic codes. Nucleic Acids Res 29, 921-927.

35. Inge-Vechtomov S., Zhouravleva G., and Philippe M. 2003. Eulcaryotic release factors (eRFs) history. Biol Cell 95, 195-209.

36. Inge-Vechtomov S.G., Mironova L.N., and Ter-Avanesian M.D. 1994. Ambiguity of translation: a eukaryotic version?. Genetika 30, 1022-1035.

37. Ito K., Ebihara 1С., Uno M., Nakamura Y. 1996. Conserved motifs of prokaryotic and eukaryotic polypeptide chain release factors: tRNA-protein mimicry hypothesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 5443-5448.

38. Ito K., Uno M., Nakamura Y. 1998. Single amino acid substitution in prokaryotic polypeptide release factor 2 permits it to terminate translation at all three termination codons. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 8165-8169.

39. Ito K., Uno M., and Nakamura Y. 2000. A tripeptide 'anticodon' deciphers stop codons in messenger RNA. Nature 403, 680-684.

40. Ivanov V., Beniaminov A., Mikheyev A., Minyat E. 2001. A mechanism for stop codon recognition by the ribosome: a bioinformatic approach. RNA 7, 1683-1692.

41. Ivanov P.V., Gehring N.H., Kunz J.B., Hentze M.W., Kulozik A.E. 2008. Interaction between UPFI, eRFs, PABP and the exon junction complex suggest an integrated model for mammalian NMD pathways. EMBO J5, 736747.

42. Jakobsen C.G., Segaard T.M., Jean-Jean O., Frolova L., and Justesen J. 2001. Identification of a novel termination release factor eRF3b expressing the eRF3 activity in vitro and in vivo. Mol Biol (Mosk) 35, 672-681.

43. Jones S., Daley D.T.A., Luscombe N.M., Berman H.M., Thornton J.M. 2001. Protein-RNA interactions: a structural analysis. Nucleic Acids Res. 29, 943954

44. Kabcenell A.IC., Goud В., Northup J.IC., Novick P.J. 1990. Binding and hydrolysis of guanine nucleotides by Sec4p, a yeast protein involved in the regulation of vesicular traffic. J. Biol. Chem. 265, 9366-9372.

45. Karamyshev A.L. Ito K., Nakamura Y. 1999. Polypeptide release factor eRFl from Tetrahymena thermophila: cDNA cloning, purification and complex formation with yeast eRF3. FEBS Lett. 3, 483-8

46. Kervestin S., Frolova L., Kisselev L., and Jean-Jean O. 2001. Stop codon recognition in ciliates: Euplotes release factor does not respond to reassigned UGA codon. EMBO Rep 2, 680-684.

47. Kim K.K., Min K., Suh S.W. 2000. Crystal structure of the ribosome recycling factor from Escherichia coli. EMBO J. 19, 2362-2370.

48. Kim O.T., Yura K., Go N., and Harumoto T. 2005. Newly sequenced eRFls from ciliates: the diversity of slop codon usage and the molecular surfaces that are important for stop codon interactions. Gene 346, 277-286.

49. Kim O.T., Sakurai A., Saito K., Ito K„ Ikchara K., Harumoto T. 2008. Ciliates use both variant and universal genetic codes: evidence of omnipotent eRFls in the class Litostomatea. Gene 417, 51-58.

50. Kisselev L., Ehrenberg M., and Frolova L. 2003. Termination of translation: interplay of mRNA, rRNAs and release factors? Embo J22, 175-182.

51. Kisselev L.L., and Buckingham R.H. 2000. Translational termination comes of age. Trends Biochem Sci 25, 561-566.

52. Klaholz B.P., Pape Т., Zavialov A.V., Myasnikov A.G., Orlova E.V., Vestergaard В., Ehrenberg M., and van FIcel M. 2003. Structure of the Escherichia coli ribosomal termination complex with release factor 2. Nature 421, 90-94.

53. Knight R.D. and Landweber L.F. 2000. The early evolution of the genetic code. Cell 101, 569-572.

54. Kong C., Ito K., Walsh M.A., Wada M., Liu Y., Kumar S., Barford D., Nakamura Y., and Song H. 2004. Crystal structure and functional analysis of the eukaryotic class II release factor eRF3 from S. pombe. Mol Cell 14, 233245.

55. Kononenko A.V., Dembo K.A., Kiselev L.L., Volkov V.V. 2004. Molecular morphology of eukaryotic class I translation termination factor eRFl in solution. Mol Biol (Mosk) 2, 303-11.

56. Kononenko A.V., Mitkevich V.A., Dubovaya V.I., Kolosov P.M., Makarov A.A., and Kisselev L.L. 2007. Role of the individual domains of translation termination factor eRFl in GTP binding to eRF3. Proteins, 2, 388-393.

57. Laurberg M., Asahara H., Korostelev A., Zhu J., Trakhanov S., Noller IT. 2008. Structural basis for translational termination on the 70S ribosome. Nature 454, 852-857.

58. Le Goff X., Philippe M., and Jean-Jean O. 1997. Overexpression of human release factor 1 alone has an antisuppressor effect in human cells. Mol Cell Biol 17, 3164-3172.

59. Kushnirov V.V., Ter-Avanesyan M.D., Telckov M.V., Surguchov A.P., Smirnov V.N., Inge-Vechtomov S.G. 1988. Nucleotide sequence of the SUP2 (SUP35) gene of Saccharomyces cerevisiae. Gene 66, 45-54.

60. Li G. and Rice C.M. 1993. The signal for translational readthrough of a UGA codon in Sindbis virus RNA involves a single c^tidine residue immediately downstream of the termination codon. J. Virol. 67, 5062-5067.

61. Liang A., Brunen-Nieweler C., Muramatsu Т., Kuchino Y., Beier H., and Heckmann K. 2001. The ciliate Euplotes octocarinatus expresses two polypeptide release factors of the type eRFl. Gene 262, 161-168.

62. Liu J.J., Sondheimer N., and Lindquist S.L. 2002. Changes in the middle region of Sup35 profoundly alter the nature of epigenetic inheritance for the yeast prion PS1+. Proc Natl Acad Sci U S A 99, 16446-16453.

63. Lozupone C.A., Knight R.D., and Landweber L.F. 2001. The molecular basis of nuclear genetic codc change in ciliates. Curr Biol 11, 65-1 A.

64. Ma В., and Nussinov R. 2004. Release factors eRFl and RF2: a universal mechanism controls the large conformational changes. J Biol Chem 279, 53875-53885.

65. Mandel M., and Higa A. 1970. Calcium-dependent bacteriophage DNA infection. JMol Biol 53, 159-162.

66. McCaughan K.K., Brown C.M., Dalphin M.E., Berry M.J., Tate W.P. 1995. Translational termination efficiency in mammals is influenced by the base following the stop codon. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 5431-5435.

67. Merkulova T.L, Frolova L.Y., Lazar M., Camonis J., Kisselev L.L. 1999. C-terminal domains of human translation termination factors eRF 1 and eRF3 mediate their in vivo interaction. FEBS Lett. 443, 41-47.

68. Meyer F., Schmidt IT.J., Plumper E., Hasilik A., Mersmann G., Meyer H.E., Engstrom A., and Heckmann K. 1991. UGA is translated as cysteine in pheromone 3 of Euplotes octocarinatus. Proc Natl Acad Sci USA 88, 37583761.

69. Milman G., Goldstein J., Scolnick E., Caslcey T. 1969. Peptide chain termination. 3. Stimulation of in vitro termination. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 63, 183-190.

70. Mikuni O., Ito K., Moffat J., Matsumura 1С., McCaughan K., Nobukuni Т., Tate W., and Nakamura Y. 1994. Identification of the prfC gene, which encodes peptide-chain-release factor 3 of Escherichia coli. Proc Natl Acad Sci USA 91,5798-5802.

71. Molotlcov M.V., Graifer D.M., Demeshkina N.A., Repkova M.N., Ven'yaminova A.G., and Karpova G.G. 2005. Positioning of mRNA 3' of the A site bound codon on the human 80S ribosome. Mol. Biol. (Mosk.) 6, 9991007.

72. Mora L., Heurgue-Hamard V., Champ S., Ehrenberg M., Kisselev L.L., and Buckingham R.H. 2003. The essential role of the invariant GGQ motif in the function and stability in vivo of bacterial release factors RF1 and RF2. Mol Microbiol 47, 267-275.

73. Moreira D., Kervestin S., Jean-Jean O., Philippe H. 2002. Evolution of eulcaryotic translation elongation and termination factors: variations of evolutionary rate and genetic code deviations. Mol. Biol. Evol. 19, 189-200.

74. Morris DK, Lundblad V. 1997. Programmed translational frameshifting in a gene required for yeast telomere replication. Curr Biol. 12, 969-76.

75. Mottagui-Tabar S., Bjornsson A., Isaksson L.A. 1994. The second to last amino acid in the nascent peptide as a codon context determinant. EMBO J. 13, 249-257.

76. Mottagui-Tabar S., Tuite M.F., Isaksson L.A. 1998. The influence of 5' codon. context on, translation termination in Saccharomyces cerevisiae. Eur. J. Biochem. 257, 249-257.

77. Muramatsu Т., Heclcmann K., Kitanalca C., and Kuchino Y. 2001. Molecular mechanism of stop codon recognition by eRFl: a wobble hypothesis for peptide anticodons. FEBS Lett 488, 105-109.

78. Nakamura Y., and Ito K. 1998. How protein reads the stop codon and terminates translation. Genes Cells 3, 265-278.t

79. Nakamura Y., and Ito K. 2003. Making sense of mimic in translation termination. Trends Biochem Sci 28, 99-105.

80. Nakamura Y., Ito K., and Ehrenberg M. 2000. Mimicry grasps reality in translation termination. Cell 101, 349-352.

81. Nakamura Y., Ito K., and Isaksson L.A. 1996. Emerging understanding of translation termination. Cell 87, 147-150.

82. Namy О, Hatin 1, Rousset JP. 2001. Impact of the six nucleotides downstream of the stop codon on translation termination. EMBO Rep. 9, 787-93.

83. Namy O, Duchateau-Nguyen G, Hatin I, Hermann-Le Denmat S, Termier M, Rousset JP. 2003. Identification of stop codon readthrough genes in Saccharomyces cerevisiae. Nucleic Acids Res. 9, 2289-2296.

84. Nissen P., Kjeldgaard M., Thirup S., Polekhina G., Reshetnikova L., Clark B.F., and Nyborg J. 1995. Crystal structure of the ternary complex of Phe-tRNAPhe, EF-Tu, and a GTP analog. Science 270, 1464-1472.

85. Pagel F.T., Zhao S.Q., Hijazi K.A., Murgola E.J. 1997. Phenotypeheterogeneity of mutational changes at a conserved nucleotide in 16S ribosomal RNA. J. Mol. Biol. 267, 1113 -1123.

86. Pavlov M.Y., Freistroffer D.V., MacDougall J., Buckingham R.H., Ehrenberg M. 1997. Fast recycling of Escherichia coli ribosomes requires both ribosome recycling factor (RRF) and release factor RF3. EMBO J. 16, 4134-4141.

87. Pavlov M.Y., Freistroffer D.V., Dincbas V., MacDougall J., Buckingham R.H., Ehrenberg M. 1998. A direct estimation of die context effect on the efficiency of termination. J. Mol. Biol. 284, 579-590.

88. Poole E., and Tate W. 2000. Release factors and their role as decoding proteins: specificity and fidelity for termination of protein synthesis. Biochim Biophys Acta 1493, 1-11.

89. Quigley F., Dao P., Cottet A., Mache R. 1996. Sequence analysis of an 81 kb contig from Arabidopsis thaliana chromosome III. Nucleic Acids Res. 24, 4313-4318

90. Ramakrishnan V. 2002. Ribosome structure and the mechanism of translation. Cell 108, 557-572.

91. Ra\vat U.B., Zavialov A.V., Sengupta J., Valle M., Grassucci R.A., Linde J., Vestcrgaard В., Ehrenberg M., and Frank J. 2003. A cryo-electron microscopic study of ribosome-bound termination factor RF2. Nature 421, 87-90.

92. Salas-Marco J., and Bedwell D.M. 2004. GTP hydrolysis by eRF3 facilitates stop codon decoding during eukaryotic translation termination. Mol Cell Biol 24, 7769-7778.

93. Salas-Marco J., Fan-Minogue H., Kallmeyer A.K., Klobutcher L.A., Farabaugh P.J., and Bedwell D.M. 2006. Distinct paths to stop codon reassignment by the variant-code organisms Tetrahymena and Euplotes. Mol Cell Biol 26, 438-447.

94. Sambrook J., Fritsch E.F., and Maniatis T. (1989). Molecular cloning. A laboratory manual., 2 edn (N.Y., Cold Spiing Harbor).

95. Samsonova M.G., Inge-Vechtomov S.G., and Taylor P. 1991. Structure comparison and evolutionary relations between elongation factors EF-Tu (EF-1 alpha) and SUP 2 proteins. Genetica 85, 35-44.

96. Sarkar G., and Sommer S.S. 1990. The "megaprimer" method of site-directed mutagenesis. Biotechniques 8, 404-407.

97. Seit-Nebi A., Frolova L., Justesen J., and Kisselev L. 2001. 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 29, 3982-3987.

98. Seit-Ncbi A., Frolova L., and Kisselev L. 2002. Conversion of omnipotent translation termination factor eRFl into ciliate-like UGA-only unipotent eRFl .EMBO Rep 3, 881-886.

99. Selmer M., Dunham C.M., Murphy F.V. 4th, Weixlbaumer A., Petry S., Kelley A.C., Weir J.R., Ramakrishnan V. 2006. Structure of the 70S ribosome complexed with mRNA and tRNA. Science 5795, 1935-1942.

100. Song H., Mugnier P., Das A.K., Webb H.M., Evans D.R., Tuite M.F., Hemmings B.A., and Barford D. 2000. The crystal structure of human eukaryotic release factor eRFl—mechanism of stop codon recognition and peptidyl-tRNA hydrolysis. Cell 100, 311-321.

101. Song L., Wang Y., Chai В., Wang W., Liang A. 2007. C-terminal 76 amino acids of eRF3 are not required for the binding of release factor eRF la from Euplotes octocarinatus. J Genet Genomics 6, 486-90.

102. Song L., Chai B.F., Wang W., Liang A.H. 2006. Identification of translational release factor eRF la binding sites on eRF3 in Euploles octocarinatus. Res Microbiol 9, 842-850.

103. Stahl G., Bidou L., Rousset J.P., and Cassan M. 1995. Versatile vectors to study recoding: conservation of rules between yeast and mammalian cells. Nucleic Acids Res 23, 1557-1560.

104. Studier F.W., and Moffatt B.A.- 1986. Use of bacteriophage T7 RNA polymerase to direct selective high-level expression of cloned genes. J Mol Biol 189, 113-130.

105. Tate W., Greuer В., Brimacombe,R. 1990. Codon recognition in polypeptide chain termination: site directed crosslinking of termination codon to Escherichia coli release factor 2. Nucl. Acids Res. 18, 6537-6544.

106. Tate WP, Poole ES. 2004. The ribosome: lifting the veil from a fascinating organelle. Bioessays. 5, 582-588.

107. Velichutina I.V., Hong J.Y., Mesecar A.D., Chernoff Y.O., Liebman S.W. 2001. Genetic interaction between yeast Saccharomyces ccrevisiae release factors and the decoding region of 18S rRNA. J. Mol. Biol. 305:715-727.

108. Vestergaard В., Van L.B., Andersen G.R. Nyborg J., Buckingham R.H., and Kjeldgaard M. 2001. Bacterial polypeptide release factor RF2 is structurally distinct from eukaryotic eRFl. Mol Cell 8, 1375-1382.

109. Volkov K., Osipov K., Valouev I., Inge-Vechtomov S., and Mironova L. 2007. N-terminal extension of Saccharomyces cerevisiae translation termination factor eRJF3 influences the suppression efficiency of sup35 mutations. FEMS Yeast Res 7, 357-365.

110. Vorob'cv Iu.N., Kiselev L.L. 2008. Molecular modeling of positioning of human release factor eRF 1 relative to mRNA stop-codon explains a proximity of the eRFl C-domain to stop-codon in ribosomal complex. Mol Biol (Mosk) 2,341-351.

111. Vorob'ev Iu.N., Kiselev L.L. 2007. Molecular modeling of structure of eukaryotic ribosomal translation termination complex. Mol Biol (Mosk) 1, 103-111.

112. Wang W., Czaplinski K., Rao Y., and Peltz S.W. 2001. The role of Upf proteins in modulating the translation read-through of nonsense-containing transcripts. Embo J20, 880-890.

113. Yusupov M.M, Yusupova G.Zh, Baucom A, Lieberman K, Earnest T.N, Cate J.H.D, Noller H.F. 2001. Crystal structure of the ribosome at 5.5 A resolution. Science 292:883-896.

114. Zavialov A.V., Buckingham R.H., and Ehrenberg M. 2001. A posttermination ribosomal complex is the guanine nucleotide exchange factor for peptide release factor RF3. Cell 107, 115-124.

115. Zhang S., Ryden-Aulin M., Isaksson L.A. 1996. Functional interaction between release factor one and P-site peptidyl-tRNA on the ribosome. J. Mol. Biol 261,98-107.

116. Zhang S., Ryden-Aulin M., Isaksson L.A. 1998. Functional interaction between tRNA2Gly2 at the ribosomal P-site and RF1 during termination at UAG. J. Mol Biol. 284, 1243-1246.

117. Zhang S., Ryden-Aulin M., Isaksson L.A. 1999. 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. 455, 355-358.

118. Zhang Y., Baranov P.V., Atkins J.F., and Gladyshev V.N. 2005. Pyrrolysine and selenocysteine use dissimilar decoding strategies. J Biol Chem 280, 20740-20751.

119. Zhuravleva G.A., Moskalenko S.E., Murina O.A., Inge-Vechtomov S.G. 2007. Viable nonsense mutants for the SUP45 gene in the yeast Saccharomyces cerevisiae are lethal at increased temperature. Genetika 10, 1363-1371.

120. Zhouravleva G., Frolova L., Le Goff X., Le Guellec R., Inge-Vechtomov S., Kisselev L., and Philippe M. 1995. Termination of translation in eukaryotes is governed by two interacting polypeptide chain release factors, eRFl and eRF3. Embo J14, 4065-4072.

121. Зайцев E.H., Зайцева E.M., Бахланова И.В., Горелов В.И., Кузьмин Н.П., Крюков В.М., and Ланцов В.А. 1986. Клонирование и характеристика гена гесА из Pseudomonas aeruginosa. Генетика 22, 2721-2727.