Введение к работе
Актуальность проблемы
Во всех исследованных организмах большая рибосомная субчастица содержит функционально важный боковой выступ, называемый в бактериях Ь7/Ы2-выступ, в археях - L12-выступ и в эукариотах - Р1/Р2-выступ. Этот боковой выступ вовлечен в образование ГТФазного центра рибосомы и играет важную роль во взаимодействии рибосомы с факторами трансляции и в контроле точности трансляции. Изолированные рибосомные белки L10 и LI2, входящие в состав бактериального выступа, образуют в растворе стабильный комплекс, который через белок L10 связывается с большой рибосомной РНК в районе спирали 42 (нумерация по 23S рРНК Escherichia coli). Белки L10 и L12, входящие в состав 1Л2-выступа архейной рибосомы, похожи на эукариотические белки РО и Р1/Р2 и существенно отличаются от своих бактериальных аналогов. Так, архейный L10 и эукариотический РО существенно длиннее бактериального белка L10. Замечательно, что архейный комплекс L10-L12 и даже эукариотический комплекс Р0-Р1/Р2 могут in vitro замещать комплекс L10-L7/L12 в 50S субчастице рибосомы Е. coli, причем, получившиеся гибридные рибосомы способны связывать архейные и эукариотические факторы элонгации, но теряют способность связывать бактериальные факторы. Пространственная структура данного бокового выступа представляет большой интерес, но до сих пор определение её наталкивается на большие трудности. Структура рибосомной 50S субчастицы из археи Haloarcula marismortui была определена около десяти лет тому назад с разрешением 2.4 А, но Ы2-выступ в этой модели отсутствовал полностью. Позднее только структура N-концевого домена белка L10 была локализована в этой модели 50S субчастицы на уровне низкого разрешения. Кроме того, остается до сих пор невыясненным вопрос о стехиометрии комплекса белков рибосомного Ы2-выступа. Ранее бактериальный комплекс L10-L12 описывался как пентамериый. Однако в последнее время появились работы, в которых рассматривается возможность образования гептамерного комплекса в рибосомах термофильных бактерий и архей. Наша работа, направленная на определение структуры компонентов Ы2-выступа архейных рибосом и на определение стехиометрии бактериальных и архейных комплексов L10-L12, является весьма актуальной и вносит весомый вклад в исследования функционально-важного выступа рибосомы.
Цель работы
Цель данной работы - кристаллизация и исследование структуры РНК-связывающего N-концевого фрагмента белка L10 из Methanococcus jannaschii, а также исследование стехиометрии комплекса L10-L12 из бактерий и архей.
Научная новизна
Впервые получены кристаллы длинного (2/3 от длины целого белка) РНК-связывающего N-концевого фрагмента белка L10 из археи М. jannaschii, и определена пространственная структура
этого фрагмента. Оказалось, что исследуемый фрагмент рибосомного белка L10 состоит из двух глобулярных доменов, причем, второй домен является вставкой в первый домен. Второй домен полностью соответствует специфическому участку последовательности, который отсутствует в бактериальном белке, но характерен для архейных и эукариотических белков L10 (РО). Пространственная структура этого домена определена впервые. Встраивание определенной нами структуры двухдоменного фрагмента архейного рибосомного белка L10 (РО) в модель большой субчастицы архейной рибосомы позволяет прояснить структуру основания Ы2-выступа архейной и эукариотической рибосомы. Более того, встраивание определенной нами структуры в модель бактериальной рибосомы в комплексе с фактором элонгации G показало, что второй домен архейного гомолога белка L10 подходит очень близко к G-домену фактора элонгации и, скорее всего, мешает его взаимодействию с рибосомой. Этот результат наглядно демонстрирует, каким образом специфический домен архейного гомолога белка L10 может мешать взаимодействию бактериальных факторов элонгации с архейными и эукариотическими рибосомами. Таким образом, полученные нами результаты создают базу для понимания структурных основ функционирования Ы2-выступа в архейных и эукариотических рибосомах. По результатам данной работы была опубликована статья в журнале Journal of Molecular Biology (2010г). Один из рисунков, иллюстрирующих результаты проделанной работы, был выбран для обложки номера Journal of Molecular Biology. Это говорит о признании важности полученных нами результатов.
Объем и структура работы
Похожие диссертации на Кристаллизация и структурные исследования компонентов бокового "L12-выступа" большой рибосомной субчастицы
![Молекулярно-генетическое исследование наследственной компоненты подверженности к инсульту у населения г. Томска [Электронный ресурс]](/i/i/4336/180087.png "Молекулярно-генетическое исследование наследственной компоненты подверженности к инсульту у населения г. Томска [Электронный ресурс] Фролова Светлана Юрьевна")
