Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54304 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ SEARCH FOR STRUCTURAL BASICS OF THE OLIGOMERIZATION SPECIFICITY OF LSM PROTEINS FROM VARIOUS ORGANISMS ПОИСК ОСНОВ СПЕЦИФИЧНОСТИ ОЛИГОМЕРИЗАЦИИ SM-ПОДОБНЫХ БЕЛКОВ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ Колесник В В Kolesnik V V Леконцева Н В Lecontceva N V Михайлина А О Mikhailina A O Балобанов В А Balobanov V A uralm62@rambler.ru Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова ru Moscow State University ru Институт белка РАН ru Institute of protein research RAS ru Институт белка РАН ru Institute of protein research RAS ru Институт белка РАН ru Institute of protein research RAS ru 25 06 2018 25 06 2018 3 2 411 415 20 06 2018 20 06 2018 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54304/view

Семейство термостабильных Sm-подобных олигомерных белков является чрезвычайно привлекательным объектом для белковой инженерии. Ранее нами была показана возможность их использования как носителя для снижения агрегационной способности и повышения термостабильности амилоидогенных пептидов. Для дальнейшей работы нам необходимо найти структурные основы стабильности и специфичности олигомеризации этих белков. Для поиска основ специфичности мы предложили новый подход. Первый шаг состоит в поиске среди разнообразных Sm-подобных белков таких пар, которые могут образовывать гетероолигомеры. В данной работе описан подход, разработанный нами для достижения этой цели. Полученный экспериментальный результат позволит нам перейти ко второму шагу - теоретическому анализу структур белков и выявлению структурных особенностей, определяющих межсубъединичное взаимодействие в олигомере.

A family of thermal stable Sm-like oligomeric proteins is an extremely attractive object for protein engineering. Earlier, we demonstrated the possibility of using them as a carrier for reducing the aggregation ability and increasing the thermal stability of amyloidogenic peptides. For further work, we need to find the structural basis for the stability and specificity of oligomerization of these proteins. To find the basis for specificity, we proposed a new approach. The first step is to find such pairs of Sm-like proteins that can form hetero-oligomers. In this paper, we describe the approach we have developed to achieve this goal. The obtained experimental result will allow us to proceed to the second step - the theoretical analysis of protein structures and the identification of structural features that determine the intersubunit interaction in the oligomer.

 белковая инженерия Sm-подобные белки сворачивание белков олигомеризация специфичность взаимодействия protein engineering Sm-like proteins protein folding oligomerization interaction specificity

Achsel T., Brahms H., Kastner B., Bachi A., Wilm M., Lührmann R.A doughnut-shaped heteromer of human Sm-like proteins binds to the 3￠-end of U6 snRNA, thereby facilitating U4/U6 duplex formation in vitro. EMBO J., 1999, vol. 18, pp. 5789-5802. Achsel T., Brahms H., Kastner B., Bachi A., Wilm M., Lührmann R.A doughnut-shaped heteromer of human Sm-like proteins binds to the 3￠-end of U6 snRNA, thereby facilitating U4/U6 duplex formation in vitro. EMBO J., 1999, vol. 18, pp. 5789-5802. Мурина В.Н, Никулин А.Д. РНК-связывающие Sm-подобные белки бактерий и архей: сходство и различия структур и функций. Успехи биологической химии, 2011, т. 51, с. 133-164. [Murina V.N, Nikulin A.D. RNA-binding bacterial and archaeous Sm-like proteins, commons and differs of structure and functions. Bio. Che. Succ., 2011, vol. 51, pp. 133-164. (In Russ.)] Murina V.N, Nikulin A.D. RNK-svyazyvayuschie Sm-podobnye belki bakteriy i arhey: shodstvo i razlichiya struktur i funkciy. Uspehi biologicheskoy himii, 2011, t. 51, s. 133-164. [Murina V.N, Nikulin A.D. RNA-binding bacterial and archaeous Sm-like proteins, commons and differs of structure and functions. Bio. Che. Succ., 2011, vol. 51, pp. 133-164. (In Russ.)] Toro I., Basquin J., Teo-Dreher H., Suck D. Archaeal Sm proteins form heptameric and hexameric complexes: crystal structures of the Sm1 and Sm2 proteins from the hyperthermophile Archaeoglobus fulgidus. J. Mol. Biol., 2002, vol. 320, pp. 129-42. Toro I., Basquin J., Teo-Dreher H., Suck D. Archaeal Sm proteins form heptameric and hexameric complexes: crystal structures of the Sm1 and Sm2 proteins from the hyperthermophile Archaeoglobus fulgidus. J. Mol. Biol., 2002, vol. 320, pp. 129-42. Zhang A., Wassarman K.M., Ortega J., Steven A.C, Storz G. The Sm-like Hfq protein increases OxyS RNA interaction with target mRNAs. Molecular cell., 2002, vol. 9, pp. 11-22. Zhang A., Wassarman K.M., Ortega J., Steven A.C, Storz G. The Sm-like Hfq protein increases OxyS RNA interaction with target mRNAs. Molecular cell., 2002, vol. 9, pp. 11-22. Seraphin B. Sm and Sm-like proteins belong to a large family: identification of proteins of the U6 as well as the U1, U2, U4 and U5 snRNPs. EMBO J., 1995, vol. 14, pp. 2089-2098. Seraphin B. Sm and Sm-like proteins belong to a large family: identification of proteins of the U6 as well as the U1, U2, U4 and U5 snRNPs. EMBO J., 1995, vol. 14, pp. 2089-2098. Link T.M., Valentin-Hansen P., Brennan R.G. Structure of Escherichia coli Hfq bound to polyriboadenylate RNA. Proc. Natl. Acad. Sci., 2009, vol. 106, pp. 19292-19297. Link T.M., Valentin-Hansen P., Brennan R.G. Structure of Escherichia coli Hfq bound to polyriboadenylate RNA. Proc. Natl. Acad. Sci., 2009, vol. 106, pp. 19292-19297. Nikulin A., Stolboushkina E., Perederina A., Vassilieva I., Blaesi U., Moll I., Kachalova G., Yokoyama S., Vassylyev D., Garber M., Nikonov S. Structure of Pseudomonas aeruginosa Hfq protein. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr., 2005, vol. 61, pp. 141-146. Nikulin A., Stolboushkina E., Perederina A., Vassilieva I., Blaesi U., Moll I., Kachalova G., Yokoyama S., Vassylyev D., Garber M., Nikonov S. Structure of Pseudomonas aeruginosa Hfq protein. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr., 2005, vol. 61, pp. 141-146. Brennan R.G., Link T.M. Hfq structure, function and ligand binding. Curr Opin Microbiol., 2007, vol. 10, pp. 125-133. Brennan R.G., Link T.M. Hfq structure, function and ligand binding. Curr Opin Microbiol., 2007, vol. 10, pp. 125-133. Мурина В.Н, Мельник Б.С., Филимонов В.В., Улайн М., Вейсс М.С., Мюллер У., Никулин А.Д. Влияние замен консервативных аминокислотных остатков на структуру и стабильность белка Hfq. Биохимия, 2014, т. 79, вып. 5, c. 595-604. [Murina V.N., Melnik B.S., Filimonov V.V., Ulane M., Vase M.S., Muller U., Nikulin A.D. Influence of conservative aminoacids changes on the structure and stability of Hfq protein. Biochemistry, 2014, vol. 79, iss. 5, pp.595-604. (In Russ.)] Murina V.N, Mel'nik B.S., Filimonov V.V., Ulayn M., Veyss M.S., Myuller U., Nikulin A.D. Vliyanie zamen konservativnyh aminokislotnyh ostatkov na strukturu i stabil'nost' belka Hfq. Biohimiya, 2014, t. 79, vyp. 5, c. 595-604. [Murina V.N., Melnik B.S., Filimonov V.V., Ulane M., Vase M.S., Muller U., Nikulin A.D. Influence of conservative aminoacids changes on the structure and stability of Hfq protein. Biochemistry, 2014, vol. 79, iss. 5, pp.595-604. (In Russ.)] Moskaleva O., Melnik B., Gabdulkhakov A., Garber M., Nikonov S., Stolboushkina E., Nikulin A. The structures of mutant forms of Hfq from Pseudomonas aeruginosa reveal the importance of the conserved His57 for the protein hexamer organization. Structural Biology and Crystallization Communication, 2010, vol. 66, рр. 760-764. Moskaleva O., Melnik B., Gabdulkhakov A., Garber M., Nikonov S., Stolboushkina E., Nikulin A. The structures of mutant forms of Hfq from Pseudomonas aeruginosa reveal the importance of the conserved His57 for the protein hexamer organization. Structural Biology and Crystallization Communication, 2010, vol. 66, rr. 760-764.