Рибосомный белок L27 является особенностью бактериальной рибосомы. Из результатов структурных исследований известно, что вытянутый N-концевой «хвост» белка L27 достигает пептидилтрансферазного центра рибосомы, где он образует обширные контакты cо спиралями Н80-Н81 23S рРНК, а также несколько контактов с тРНК в А- и Р-участках рибосомы. Укорочение белка L27 из Escherichia coli с N-конца приводит к снижению функциональной активности рибосом. Предполагается, что белок L27 играет важную роль в позиционировании тРНК в двух тРНК-связывающих сайтах рибосомы. В настоящей работе исследована роль контактов N-концевого участка белка L27 с 23S рРНК в функционировании рибосомы. С этой целью был создан ряд штаммов E. coli , содержащих белок L27 с точечными заменами. Оказалось, что некоторые внесенные в белок замены (K4L или K4A/K5G) приводят к значительному замедлению роста клеток и снижению активности их аппарата трансляции. На основании имеющихся структурных данных в рибосоме эти консервативные аминокислотные остатки белка L27 взаимодействуют только с 23S рРНК, но не с тРНК. Полученные в работе данные указывают на важность контактов N-концевого участка белка L27 с 23S рРНК для формирования функционально-активной бактериальной рибосомы in vivo .
рибосомный белок L27, рибосомная РНК, рибосома, трансляция
1. Lecompte O., Ripp R., Thierry J.C., Moras D., Poch O. Comparative analysis of ribosomal proteins in complete genomes: an example of reductive evolution at the domain scale. Nucleic Acids Res., 2002, vol. 30, рр. 5382-5390.
2. Ban N., Beckmann R., Cate J.H., Dinman J.D., Dragon F., Ellis S.R., Lafontaine D.L., Lindahl L., Liljas A., Lipton J.M., McAlear M.A., Moore P.B., Noller H.F., Ortega J., Panse V.G., Ramakrishnan V., Spahn C.M., Steitz T.A., Tchorzewski M., Tollervey D., Warren A.J., Williamson J.R., Wilson D., Yonath A., Yusupov M. A new system for naming ribosomal proteins. Curr. Opin. Struct. Biol., 2014, vol. 24, pp. 165-169.
3. Harms J., Schluenzen F., Zarivach R., Bashan A., Gat S., Agmon I., Bartels H., Franceschi F., Yonath A. High Resolution Structure of the Large Ribosomal Subunit from a Mesophilic Eubacterium. Cell, 2001, vol. 107, pp. 679-688.
4. Selmer M., Dunham C.M., Murphy F.V. 4th, Weixlbaumer A., Petry S., Kelley A.C., Weir J.R., Ramakrishnan V. Structure of the 70S ribosome complexed with mRNA and tRNA. Science, 2006, vol. 313, pp. 1935-1942.
5. Schuwirth B.S., Borovinskaya M.A., Hau C.W., Zhang W., Vila-Sanjurjo A., Holton J.M., Cate J.H.D. Structures of the bacterial ribosome at 3.5 A resolution. Science, 2005, vol. 310, pp. 827-834.
6. Voorhees R.M., Weixlbaumer A., Loakes D., Kelley A.C., Ramakrishnan V. Insights into substrate stabilization from snapshots of the peptidyl transferase center of the intact 70S ribosome. Nat. Struct. Mol. Biol., 2009, vol. 16, pp. 528-533.
7. Jenner L., Demeshkina N., Yusupova G., Yusupov M. Structural rearrangements of the ribosome at the tRNA proofreading step. Nat. Struct. Mol. Biol., 2010, vol. 17, pp. 1072-1078.
8. Maguire B.A., Beniaminov A.D., Ramu H., Mankin A.S., Zimmermann R.A. A Protein Component at the Heart of an RNA Machine: The Importance of Protein L27 for the Function of the Bacterial Ribosome. Mo.l Cell., 2005, vol. 20, pp. 427-435.
9. Miller J.H. Experiments in molecular genetics. Cold Spring Harbor Laboratory Press, N. Y., 1972.
10. Yu D., Ellis H.M., Lee E.C., Jenkins N.A., Copeland N.G., Court D.L. An efficient recombination system for chromosome engineering in Escherichia coli. Proc. Natl. Acad. Sci., 2000, vol. 97, pp. 5978-5983.
11. Blattner F.R., Plunkett G. 3rd, Bloch C.A., Perna N.T., Burland V., Riley M., Collado-Vides J., Glasner J.D., Rode C.K., Mayhew G.F., Gregor J., Davis N.W., Kirkpatrick H.A., Goeden M.A., Rose D.J., Mau B., Shao Y. The complete genome sequence of Escherichia coli K-12. Science, 1997, vol. 277, pp. 1453-1462.
12. Guzman L.M., Belin D., Carson M.J., Beckwith J. Tight regulation, modulation, and high-level expression by vectors containing the arabinose PBAD promoter. J. Bacteriol., 1995, vol. 177, pp. 4121-4130.
13. Thomason L., Court D.L., Bubunenko M., Costantino N., Wilson H., Datta S., Oppenheim A. Recombineering: Genetic Engineering in Bacteria Using Homologous Recombination. Curr. Protoc. Mol. Biol., 2007, ch. 1, unit 1.16, doi:https://doi.org/10.1002/0471142727.mb0116s78.
14. Erbe R.W., Nau M.M., Leder P. Translation and translocation of defined RNA messengers. J Mol Biol., 1969, vol. 39, pp. 441-460.
15. Staehelin T., Maglott D.M., Monro R.E. On the catalytic center of peptidyl transfer: a part of the 50S ribosome structure. Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol., 1969, vol. 34, pp. 39-48.
16. Korepanov A.P., Gongadze G.M., Garber M.B., Court D.L., Bubunenko M.G. Importance of the 5S rRNA-binding ribosomal proteins for cell viability and translation in Escherichia coli. J. Mol. Biol., 2007, vol. 366, pp. 1199-1208.
17. Korepanov A.P., Korobeinikova A.V., Shestakov S.A., Garber M.B., Gongadze G.M. Protein L5 is crucial for in vivo assembly of the bacterial 50S ribosomal subunit central protuberance. Nucleic Acids Res., 2012, vol. 40, pp. 9153-9159.
18. Moazed D., Stern S., Noller H.F. Rapid chemical probing of conformation in 16S ribosomal RNA and 30S ribosomal subunits using primer extension. J. Mol. Biol., 1986, vol. 187, pp. 399-416.
19. Sergiev P.V. Molecular aspects of the functioning of ribosomal RNA. Thesis for the degree of Doctor of Chemical Sciences, 2008.
