Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54043 МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА И ФИЗИКА БИОМОЛЕКУЛ MOLECULAR BIOPHYSICS AND PHYSICS OF BIOMOLECULES МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА И ФИЗИКА БИОМОЛЕКУЛ SEARCHING OF PROSPECTIVE BINDING SITES OF GLYCYL-tRNA SYNTHETASE IN THE PICORNAVIRUS IRES ПОИСК ПРЕДПОЛАГАЕМЫХ УЧАСТКОВ СВЯЗЫВАНИЯ ГЛИЦИЛ-тРНК СИНТЕТАЗЫ НА IRES-ЭЛЕМЕНТАХ ПИКОРНАВИРУСОВ Никонов О С Nikonov O S Никонова Е Ю Nikonova E Yu katya_nik@vega.protres.ru Михайлина А О Mihaylina A O Леконцева Н В Lekontseva N V Гарбер М Б Garber M B ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of protein research RAS ru ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of protein research RAS ru ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of protein research RAS ru ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of protein research RAS ru ФГБУН Институт белка РАН ru Institute of protein research RAS ru 25 06 2016 25 06 2016 1 1 258 262 20 06 2016 20 06 2016 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54043/view

Вирусные участки внутренней посадки рибосомы (Internal Ribosome Entry Site, IRES-элементы) участвуют в кэп-независимой инициации трансляции. Существует 4 основных структурно-различимых типа IRES-элементов: тип I (характерен для полиовирусов), тип II (характерен для вируса энцефаломиокардита), тип III (характерен для вируса гепатита А) и тип IV (характерен для вируса паралича сверчка). IRES-элементы пикорнавирусов типов II и IV изучены значительно лучше, чем типов I и III. Они взаимодействуют в основном с каноническими компонентами трансляционного аппарата (такими как эукариотический фактор eIF4G и рибосомная субчастица 40S), и только с ними удалось реконструировать 48S трансляционный комплекс из очищенных компонентов. Для инициации трансляции на IRES-элементах типа I необходимо значительно большее количество специфических мРНК-связывающих белков (IRES trans acting factors, ITAFs). В связи с этим механизм инициации трансляции на IRES-элементах типа I до сих пор неясен. Недавно было показано, что человеческая глицил-тРНК синтетаза стимулирует инициацию трансляции полиовирусов, а так же был определен минимальны участок полиовирусного IRES-элемента, необходимый для связывания человеческой глицил-тРНК синтетазы. В данной работе мы проанализировали структурные особенности участков IRES- элементов других представителей пикорнавирусов, содержащих IRES-элемент типа I.

Viral internal ribosome entry site (IRES) mediate cap-independent translation initiation. They are classified into 4 major types: type I (typical for poliovirus), type II (typical for entsefalomiokardit virus), type III (typical for hepatitis a virus) and type IV (typical for cricket paralysis virus). Type II and IV picornavirus IRESs studied much better than the type I and III. They interact mainly with the canonical components of the translational machinery (such as eukaryotic ribosomal factor eIF4G and 40S subunit) and only with them managed to reconstruct the 48S translational complex from purified components. For translational initiation on type I IRES must be a much greater number of specific mRNA - binding proteins (IRES trans acting factors, ITAFs). Thus the mechanism of translation initiation on type I IRES is still unclear. Recently it was shown that human glycyl-tRNA synthetase stimulates the translation initiation of poliovirus, and the minimal fragment of poliovirus IRES which is necessary for binding of human glycyl-tRNA synthetase was determined. In this paper we have analyzed different type I picornavirus IRESs.

 вирусы энтеровирус риновирус полиовирус кадицивирус инициация трансляции глицил-тРНК синтетаза сайт внутренней посадки рибосомы РНК-белковые взаимодействия Viruses enterovirus rhinovirus poliovirus cadicivirus translation initiation glycyl-tRNA synthetase IRES RNA-protein interaction

Jackson R.J., Hellen C.U., Pestova T.V. The mechanism of eukaryotic translation initiation and principles of its regulation. Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2010, vol. 11, pp. 113-127. Jackson R.J., Hellen C.U., Pestova T.V. The mechanism of eukaryotic translation initiation and principles of its regulation. Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2010, vol. 11, pp. 113-127. Pelletier J., Sonenberg N. Internal initiation of translation of eukaryotic mRNA directed by a sequence derived from poliovirus RNA. Nature, 1988, vol. 334, pp. 320-325. Pelletier J., Sonenberg N. Internal initiation of translation of eukaryotic mRNA directed by a sequence derived from poliovirus RNA. Nature, 1988, vol. 334, pp. 320-325. Thompson S.R., Sarnow P. Enterovirus 71 contains a type I IRES element that functions when eukaryotic initiation factor eIF4G is cleaved. Virology, 2003, vol. 315, pp. 259-266. Thompson S.R., Sarnow P. Enterovirus 71 contains a type I IRES element that functions when eukaryotic initiation factor eIF4G is cleaved. Virology, 2003, vol. 315, pp. 259-266. Borman A., Jackson R.J. Initiation of translation ofhuman rhinovirus RNA: mapping the internal ribosome entry site. Virology, 1992, vol. 188, pp. 685-696. Borman A., Jackson R.J. Initiation of translation ofhuman rhinovirus RNA: mapping the internal ribosome entry site. Virology, 1992, vol. 188, pp. 685-696. Sweeney T.R., Abaeva I.S., Pestova T.V., Hellen C.U. The mechanism of translation initiation on Type 1 picornavirus IRESs. EMBO J., 2014, vol. 33, pp. 76-92. Sweeney T.R., Abaeva I.S., Pestova T.V., Hellen C.U. The mechanism of translation initiation on Type 1 picornavirus IRESs. EMBO J., 2014, vol. 33, pp. 76-92. Balvay L., Soto Rifo R., Ricci E.P., Decimo D., Ohlmann T. Structural and functional diversity of viral IRESes. Biochim. Biophys. Acta, 2009, vol. 1789, pp. 542-557. Balvay L., Soto Rifo R., Ricci E.P., Decimo D., Ohlmann T. Structural and functional diversity of viral IRESes. Biochim. Biophys. Acta, 2009, vol. 1789, pp. 542-557. Niepmann M. Internal translation initiation of picornaviruses and hepatitis C virus. Biochim. Biophys. Acta, 2009, vol. 1789, pp. 529-541. Niepmann M. Internal translation initiation of picornaviruses and hepatitis C virus. Biochim. Biophys. Acta, 2009, vol. 1789, pp. 529-541. de Breyne S., Yu Y., Unbehaun A., Pestova T.V., Hellen C.U. Direct functional interaction of initiation factor eIF4G with type 1 internal ribosomal entry sites. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2009, vol. 106, pp. 9197-9202. de Breyne S., Yu Y., Unbehaun A., Pestova T.V., Hellen C.U. Direct functional interaction of initiation factor eIF4G with type 1 internal ribosomal entry sites. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2009, vol. 106, pp. 9197-9202. Ochs K., Zeller A., Saleh L., Bassili G., Song Y., Sonntag A., Niepmann M. Impaired binding of standard initiation factors mediates poliovirus translation attenuation. J. Virol., 2003, vol. 77, pp. 115-122. Ochs K., Zeller A., Saleh L., Bassili G., Song Y., Sonntag A., Niepmann M. Impaired binding of standard initiation factors mediates poliovirus translation attenuation. J. Virol., 2003, vol. 77, pp. 115-122. Ochs K., Saleh L., Bassili G., Sonntag V.H., Zeller A., Niepmann M. Interaction of translation initiation factor eIF4B with the poliovirus internal ribosome entry site. J. Virol., 2002, vol. 76, pp. 2113-2122. Ochs K., Saleh L., Bassili G., Sonntag V.H., Zeller A., Niepmann M. Interaction of translation initiation factor eIF4B with the poliovirus internal ribosome entry site. J. Virol., 2002, vol. 76, pp. 2113-2122. Campbell S.A., Lin J., Dobrikova E.Y., Gromeier M. Genetic determinants of cell type-specific poliovirus propagation in HEK 293 cells. J. Virol., 2005, vol. 79, pp. 6281-6290. Campbell S.A., Lin J., Dobrikova E.Y., Gromeier M. Genetic determinants of cell type-specific poliovirus propagation in HEK 293 cells. J. Virol., 2005, vol. 79, pp. 6281-6290. Pilipenko E.V., Pestova T.V., Kolupaeva V.G., Khitrina E.V., Poperechnaya A.N., Agol V.I., Hellen C.U. A cell cycle-dependent protein serves as a template-specific translation initiation factor. Genes Dev., 2000, vol. 14, pp. 2028-2045 Pilipenko E.V., Pestova T.V., Kolupaeva V.G., Khitrina E.V., Poperechnaya A.N., Agol V.I., Hellen C.U. A cell cycle-dependent protein serves as a template-specific translation initiation factor. Genes Dev., 2000, vol. 14, pp. 2028-2045 Andreev D.E., Hirnet J., Terenin1 I.M., Dmitriev S.E., Niepmann M., Shatsky I.N. Glycyl-tRNA synthetase specifically binds to the poliovirus IRES to activate translation initiation. NAR, 2012, vol. 40 (12), pp. 5602-5614. Andreev D.E., Hirnet J., Terenin1 I.M., Dmitriev S.E., Niepmann M., Shatsky I.N. Glycyl-tRNA synthetase specifically binds to the poliovirus IRES to activate translation initiation. NAR, 2012, vol. 40 (12), pp. 5602-5614. Никонова Е.Ю., Михайлина А.О., Леконцева Н.В., Никонов О.С., Кляшторный В.Г., Кравченко О.В., Андреев Д.Е., Шатский И.Н., Гарбер М.Б. Определение минимального фрагмента полиовирусного IRES- элемента, необходимого для образования специфического комплекса с человеческой глицил-тРНК синтетазой. Биофизика, 2016, т. 61 (2), pp. 277-285. [Nikonova E.Yu., etc. Determination of the minimal fragment of the poliovirus IRES-element nessary for specific complex, 2016, vol. 61 (2), pp. 277-285. (In Russ.)] Nikonova E.Yu., Mihaylina A.O., Lekonceva N.V., Nikonov O.S., Klyashtornyy V.G., Kravchenko O.V., Andreev D.E., Shatskiy I.N., Garber M.B. Opredelenie minimal'nogo fragmenta poliovirusnogo IRES- elementa, neobhodimogo dlya obrazovaniya specificheskogo kompleksa s chelovecheskoy glicil-tRNK sintetazoy. Biofizika, 2016, t. 61 (2), pp. 277-285. [Nikonova E.Yu., etc. Determination of the minimal fragment of the poliovirus IRES-element nessary for specific complex, 2016, vol. 61 (2), pp. 277-285. (In Russ.)] Woo P.C., Lau S.K., Choi G.K., Huang Y., Teng J.L., Tsoi H.W., Tse H., Yeung M.L., Chan K.H., Jin D.Y., Yuen K.Y. Natural occurrence and characterization of two internal ribosome entry site elements in a novel virus, canine picodicistrovirus, in the picornavirus-like superfamily. J. Virol., 2012, vol. 86, pp. 2797-2808. Woo P.C., Lau S.K., Choi G.K., Huang Y., Teng J.L., Tsoi H.W., Tse H., Yeung M.L., Chan K.H., Jin D.Y., Yuen K.Y. Natural occurrence and characterization of two internal ribosome entry site elements in a novel virus, canine picodicistrovirus, in the picornavirus-like superfamily. J. Virol., 2012, vol. 86, pp. 2797-2808. Asnani M., Pestova T.V., Hellen C.U. Initiation on the divergent Type I cadicivirus IRES: factor requirements and interactions with the translation apparatus. Nucleic Acids Res., 2016, Feb 11, pii: gkw074. Asnani M., Pestova T.V., Hellen C.U. Initiation on the divergent Type I cadicivirus IRES: factor requirements and interactions with the translation apparatus. Nucleic Acids Res., 2016, Feb 11, pii: gkw074. Никонова Е.Ю., Никонов О.С., Леконцева Н.В., Гарбер М.Б. Изучение взаимодействия человеческой глицил-тРНК синтетазы с IRES-элементом типа I. НАУ, 2015, vol. VII (12), pp. 32-35. [Nikonova E.Yu., Nikonov O.S., Lekontseva N.V., Garver M.B. Studyng of the interaction of human glycyl-tRNA synthetase with IRES- element type I. Изучение взаимодействия человеческой глицил-тРНК синтетазы с IRES-элементом типа I. НАУ, 2015, vol. VII (12), pp. 32-35 (In Russ.)] Nikonova E.Yu., Nikonov O.S., Lekonceva N.V., Garber M.B. Izuchenie vzaimodeystviya chelovecheskoy glicil-tRNK sintetazy s IRES-elementom tipa I. NAU, 2015, vol. VII (12), pp. 32-35. [Nikonova E.Yu., Nikonov O.S., Lekontseva N.V., Garver M.B. Studyng of the interaction of human glycyl-tRNA synthetase with IRES- element type I. Izuchenie vzaimodeystviya chelovecheskoy glicil-tRNK sintetazy s IRES-elementom tipa I. NAU, 2015, vol. VII (12), pp. 32-35 (In Russ.)]