Yayın faktörü - Release factor

Anlamında bir "serbest bırakma faktörü" ile karıştırılmamalıdır. salgılayan hormon.
Peptit zincir salım faktörü, bakteriyel Sınıf 1
Tanımlayıcılar
SembolPCRF
PfamPF03462
InterProIPR005139
Peptid zincir salım faktörü, bakteriyel Sınıf 1, PTH etki alanı, GGQ
Tanımlayıcılar
SembolRF-1
PfamPF00472
Pfam klanCL0337
InterProIPR000352
PROSITEPS00745

Bir serbest bırakma faktörü bir protein feshine izin veren tercüme tanıyarak sonlandırma kodonu veya dur kodon içinde mRNA sıra. Bu şekilde adlandırılırlar çünkü ribozomdan yeni peptidler salarlar.

Arka fon

MRNA'nın çevirisi sırasında, çoğu kodonlar "ücretli" olarak tanınır tRNA moleküller olarak adlandırılan aminoasil-tRNA'lar çünkü belirli amino asitler her tRNA'ya karşılık gelen antikodon. Standartta genetik Kod, üç mRNA durdurma kodonu vardır: UAG ("amber"), UAA ("koyu sarı") ve UGA ("opal" veya "umber"). Bu durdurma kodonları, tıpkı sıradan kodonlar gibi üçlü olmalarına rağmen, tRNA'lar tarafından çözülmezler. Tarafından keşfedildi Mario Capecchi 1967'de, bunun yerine, tRNA'ların normalde durdurma kodonlarını hiç tanımadığını ve "salım faktörü" olarak adlandırdığı şeyin bir tRNA molekülü değil, bir protein olduğunu söyledi.[1] Daha sonra, farklı salım faktörlerinin farklı durdurma kodonlarını tanıdığı gösterildi.[2]

Sınıflandırma

İki sınıf serbest bırakma faktörü vardır. Sınıf 1 salım faktörleri durdurma kodonlarını tanır; ribozomun A bölgesine, aşağıdakileri taklit edecek şekilde bağlanırlar. tRNA ribozomu parçalara ayırırken yeni polipeptidi serbest bırakır.[3][4] Sınıf 2 salım faktörleri GTPazlar 1. sınıf salım faktörlerinin aktivitesini artıran. Sınıf 1 RF'nin ribozomdan ayrılmasına yardımcı olur.[5]

Bakteriyel salım faktörleri arasında RF1, RF2 ve RF3 (veya "peptit salım faktörü" gen terminolojisinde PrfA, PrfB, PrfC) yer alır. RF1 ve RF2, sınıf 1 RF'lerdir: RF1, UAA ve UAG'yi tanır, RF2 ise UAA ve UGA'yı tanır. RF3, 2. sınıf serbest bırakma faktörüdür.[6] Ökaryotik ve arkeal salım faktörleri benzerdir, adlandırma "ökaryotik salım faktörü" için "eRF" olarak değiştirilmiştir ve bunun tersi de geçerlidir. a / eRF1 üç durdurma kodonunu da tanıyabilirken, eRF3 (archaea bunun yerine EF-1α kullanır) tıpkı RF3 gibi çalışır.[6][7]

a / eRF1 (InterPro: IPR004403 ) bakteriyel benzerleriyle önemli dizi benzerliği göstermez ve ayrı bir aile oluşturduğu kabul edilir.[8] RF3'ler evrimsel olarak birbirleriyle ilişkilidir. Bakteriyel RF3 benzerdir EF-G ökaryotik eRF3 benzerken eEF-1 α.[9] Simbiyotik kökenlerine uygun olarak, ökaryotik mitokondri ve plastidler bakteri tipi sınıf I salım faktörlerini kullanır.[10] Nisan 2019 itibarıylabir organellar sınıf II salım faktörüne ilişkin kesin raporlar bulunamamaktadır.

İnsan genleri

Yapı ve işlev

Üç salım faktörünün her birine bağlanan bakteriyel 70S ribozom için kristal yapılar çözüldü ve RF1 / 2 ile kodon tanıma ve RF3'ün EF-G benzeri dönüşü ile ilgili ayrıntıları ortaya çıkardı.[11] Cryo-EM eRF1 ve / veya eRF3'e bağlı ökaryotik memeli 80S ribozomu için yapılar elde edilmiş ve faktörlerin neden olduğu yapısal yeniden düzenlemelerin bir görünümünü sağlar. EM görüntülerinin ayrı ayrı parçaların önceden bilinen kristal yapılarına takılması, işlemin tanımlanmasını ve daha ayrıntılı bir görünümünü sağlar.[12][13]

Her iki sistemde de sınıf II (e) RF3, ribozom üzerindeki evrensel GTPaz bölgesine bağlanırken, sınıf I RF'ler A bölgesini işgal eder.[11]

Bakteriyel

Bakteriyel sınıf 1 salım faktörleri dört alana bölünebilir. Katalitik olarak içe aktarılmış alanlar şunlardır:[11]

  • Alan 2'deki "tripeptid antikodon" motifi, P [AV] T RF1'de ve SPF RF2'de. Hidrojen bağı yoluyla durdurma kodonu tanımasına aslında yalnızca bir kalıntı katılır.
  • Alan 3'teki GGQ motifi, peptidil-tRNA hidrolaz (PTH) aktivitesi için kritiktir.

RF1 / 2 ribozomun A bölgesinde otururken, 2, 3 ve 4 alanları uzama sırasında tRNA'ların yüklendiği alanı kaplar. Durdurma kodon tanıma, RF'yi etkinleştirerek GGQ motifini P bölgesi tRNA'nın 3 'ucunun yanındaki peptidil transferaz merkezine (PTC) gönderir. Peptidil-tRNA'nın hidrolizi ile peptid kesilir ve serbest bırakılır. RF3, bu çeviri sonlandırma kompleksinden RF1 / 2'yi serbest bırakmak için hala gereklidir.[11]

Peptidi serbest bıraktıktan sonra, ribozomu tekrar kullanılabilir hale getirmek için P-bölgesi tRNA'yı ve mRNA'yı boşaltmak için ribozomal geri dönüşüm hala gereklidir. Bu, ribozomu aşağıdaki gibi faktörlerle bölerek yapılır. IF1 –IF3 veya RRF –EF-G.[14]

Ökaryotik ve arkeal

eRF1 dört alana bölünebilir: N-terminal (N), Orta (M), C-terminal (C), artı bir mini alan:

  • N alanı, durdurma kodonu tanımadan sorumludur. Motifler şunları içerir: TASNİKLER ve YxCxxxF.
  • M alanındaki bir GGQ motifi, peptidil-tRNA hidrolaz (PTH) aktivitesi için kritiktir.

Bakteriyel versiyondan farklı olarak, eRF1 – eRF3 – GTP, bir alt komplekse bağlanır. GRFTLRD RF3 üzerine motif. Durdurma kodon tanıma, eRF3'ün GTP'yi hidrolize etmesini sağlar ve ortaya çıkan hareket, hidrolize izin vermek için GGQ'yu PTC'ye yerleştirir. Hareket aynı zamanda + 2-nt hareketine neden olur. baskı ön sonlandırma kompleksinin.[12] Archaeal aRF1 – EF1α – GTP kompleksi benzerdir.[15] Tetikleme mekanizması şuna benzer: aa-tRNA –EF-Tu –GTP.[13]

Homolog bir sistem Dom34 /Pelota –Hbs1, durmuş ribozomları parçalayan ökaryotik bir sistem. GGQ'su yoktur.[13] Geri dönüşüm ve parçalanma, ABCE1.[16][17]

Referanslar

  1. ^ Capecchi MR (Eylül 1967). "In vitro polipeptit zincir sonlandırması: bir salım faktörünün izolasyonu". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 58 (3): 1144–51. Bibcode:1967PNAS ... 58.1144C. doi:10.1073 / pnas.58.3.1144. PMC  335760. PMID  5233840.
  2. ^ Scolnick E, Tompkins R, Caskey T, Nirenberg M (Ekim 1968). "Sonlandırıcı kodonlar için özgüllük açısından farklılık gösteren serbest bırakma faktörleri". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 61 (2): 768–74. Bibcode:1968PNAS ... 61..768S. doi:10.1073 / pnas.61.2.768. PMC  225226. PMID  4879404.
  3. ^ Brown CM, Tate WP (Aralık 1994). "MRNA durdurma sinyallerinin Escherichia coli polipeptit zincir salım faktörü iki tarafından doğrudan tanınması". Biyolojik Kimya Dergisi. 269 (52): 33164–70. PMID  7806547.
  4. ^ Scarlett DJ, McCaughan KK, Wilson DN, Tate WP (Nisan 2003). "Hidroksil radikal ayak izi ile çözücü salım faktörü RF2'nin işlevsel olarak önemli motiflerinin SPF ve GGQ'sunun Escherichia coli ribozomuna eşlenmesi. Makromoleküler taklit ve RF2'deki yapısal değişiklikler için çıkarımlar". Biyolojik Kimya Dergisi. 278 (17): 15095–104. doi:10.1074 / jbc.M211024200. PMID  12458201.
  5. ^ Jakobsen CG, Segaard TM, Jean-Jean O, Frolova L, Justesen J (2001). "[ERF3 aktivitesini in vitro ve in vivo ifade eden yeni bir sonlandırma salım faktörü eRF3b'nin belirlenmesi]". Molekuliarnaia Biologiia. 35 (4): 672–81. PMID  11524954.
  6. ^ a b Dokumacı RF (2005). Moleküler Biyoloji. New York, NY: McGraw-Hill. pp.616–621. ISBN  978-0-07-284611-9.
  7. ^ Saito K, Kobayashi K, Wada M, Kikuno I, Takusagawa A, Mochizuki M, ve diğerleri. (Kasım 2010). "Arkael uzama faktörü 1 alfa'nın (translasyonel uzama ve sonlandırmada EF1α ve protein sentezinin kalite kontrolünde tümgüçlü rolü"). Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 107 (45): 19242–7. Bibcode:2010PNAS..10719242S. doi:10.1073 / pnas.1009599107. PMC  2984191. PMID  20974926.
  8. ^ Buckingham RH, Grentzmann G, Kisselev L (Mayıs 1997). "Polipeptit zincir salım faktörleri". Moleküler Mikrobiyoloji. 24 (3): 449–56. doi:10.1046 / j.1365-2958.1997.3711734.x. PMID  9179839. Standart dizi karşılaştırma yöntemleri, prokaryotik faktörler RF1 / 2 ve RF1 arasında anlamlı benzerlik göstermez.
  9. ^ Inagaki Y, Ford Doolittle W (Haziran 2000). "Ökaryotik çeviri sonlandırma sisteminin evrimi: salım faktörlerinin kökenleri". Moleküler Biyoloji ve Evrim. 17 (6): 882–9. doi:10.1093 / oxfordjournals.molbev.a026368. PMID  10833194.
  10. ^ Duarte I, Nabuurs SB, Magno R, Huynen M (Kasım 2012). "Organellar salım faktör ailesinin evrimi ve çeşitliliği". Moleküler Biyoloji ve Evrim. 29 (11): 3497–512. doi:10.1093 / molbev / mss157. PMC  3472500. PMID  22688947.
  11. ^ a b c d Zhou J, Korostelev A, Lancaster L, Noller HF (Aralık 2012). "70S ribozomlarının kristal yapıları, RF1, RF2 ve RF3 salım faktörlerine bağlı". Yapısal Biyolojide Güncel Görüş. 22 (6): 733–42. doi:10.1016 / j.sbi.2012.08.004. PMC  3982307. PMID  22999888.
  12. ^ a b Taylor D, Unbehaun A, Li W, Das S, Lei J, Liao HY, Grassucci RA, Pestova TV, Frank J (Kasım 2012). "Memeli ökaryotik salım faktörü eRF1-eRF3 ile ilişkili sonlandırma kompleksinin Cryo-EM yapısı". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 109 (45): 18413–8. Bibcode:2012PNAS..10918413T. doi:10.1073 / pnas.1216730109. PMC  3494903. PMID  23091004.
  13. ^ a b c des Georges A, Hashem Y, Unbehaun A, Grassucci RA, Taylor D, Hellen CU, Pestova TV, Frank J (Mart 2014). "ERF1.eRF3.GDPNP ile ilişkili memeli ribozomal ön sonlandırma kompleksinin yapısı". Nükleik Asit Araştırması. 42 (5): 3409–18. doi:10.1093 / nar / gkt1279. PMC  3950680. PMID  24335085.
  14. ^ Pavlov, MY; Antoun, A; Lovmar, M; Ehrenberg, M (18 Haziran 2008). "70S ribozom bölünmesinde başlatma faktörü 1 ve ribozom geri dönüşüm faktörünün tamamlayıcı rolleri". EMBO Dergisi. 27 (12): 1706–17. doi:10.1038 / emboj.2008.99. PMC  2435134. PMID  18497739.
  15. ^ Kobayashi, K; Saito, K; Ishitani, R; Tamamdır; Nureki, O (Ekim 2012). "Archaeal RF1 ve GTP-bağlı EF1α kompleksi ile çeviri sonlandırmanın yapısal temeli". Nükleik Asit Araştırması. 40 (18): 9319–28. doi:10.1093 / nar / gks660. PMC  3467058. PMID  22772989.
  16. ^ Becker, T; Franckenberg, S; Wickles, S; Shoemaker CJ; Öfke, AM; Armache, JP; Sieber, H; Ungewickell, C; Berninghausen, O; Daberkow, I; Karcher, A; Thomm, M; Hopfner, KP; Yeşil, R; Beckmann, R (22 Şubat 2012). "Ökaryotlarda ve arkelerde yüksek oranda korunmuş ribozom geri dönüşümünün yapısal temeli". Doğa. 482 (7386): 501–6. Bibcode:2012Natur.482..501B. doi:10.1038 / nature10829. PMC  6878762. PMID  22358840.
  17. ^ Hellen, Christopher U.T. (Ekim 2018). "Ökaryotlarda Çeviri Sonlandırması ve Ribozom Geri Dönüşümü". Biyolojide Cold Spring Harbor Perspektifleri. 10 (10): a032656. doi:10.1101 / cshperspect.a032656. PMC  6169810. PMID  29735640.

Dış bağlantılar