Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с 50S )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Атомная структура субъединицы 50S из Haloarcula marismortui . Белки показаны синим, а две цепи РНК - оранжевым и желтым. [1] Небольшое зеленое пятно в центре субъединицы - активный сайт.
Атомная структура большой 50S субъединицы рибосомы, обращенной к 30S малой рибосомной субъединице. Белки окрашены в синий цвет, а РНК - в охру. Активный сайт, аденин 2486, выделен красным. Изображение создано из PDB : 3CC2 с использованием PyMol

50 S является большей субъединицы 70S рибосом из прокариот , т.е. бактерий и архей . Это место ингибирования таких антибиотиков , как макролиды , хлорамфеникол , клиндамицин и плевромутилины . Он включает 5S рибосомную РНК и 23S рибосомную РНК .

Структура [ править ]

50S, примерно эквивалентен рибосомной субъединице 60S в эукариотических клетках, является более крупной субъединицей 70S рибосомы прокариот. Субъединица 50S в основном состоит из белков, но также содержит одноцепочечную РНК, известную как рибосомная РНК (рРНК). рРНК образует вторичные и третичные структуры для поддержания структуры и выполнения каталитических функций рибосомы.

Рентгеновская кристаллография дала карты электронной плотности, позволяющие определить структуру 50S в Haloarcula marismortui с разрешением 2,4 Å [1] и 50S в Deinococcus radiodurans с разрешением 3,3 Å. [2] Большая рибосомная субъединица (50S) примерно в два раза массивнее, чем малая рибосомная субъединица ( 30S ). Модель Hm 50S, определенная в 2000 г. Ненадом Баном и его коллегами в лаборатории Томаса Стейтца и лаборатории Питера Мура , включает 2711 из 2923 нуклеотидов 23S рРНК., все 122 нуклеотида его 5S рРНК и структура 27 из 31 белка . [1]

Определена криоЭМ- структура 50S-субъединицы археи Methanothermobacter thermautotrophicus . Он разделяет размер 50S / скорость оседания и количество двух рРНК, но его сегменты экспансии 23S имеют больше общего с эукариотами. [3] Доступна криоЭМ-реконструкция нативной 50S-субъединицы чрезвычайно галофильного архея Halococcus morrhuae (классифицируется как Euryarchaeota ; группа Stenosarchaea ). Субъединица 50S содержит 108-нуклеотидную вставку в ее 5S рРНК [4], которая при субнанометрическом разрешении, как наблюдают, возникает из четырехстороннего соединения, не затрагивая родительскую каноническую структуру 5S рРНК. [5]

Рибосомная РНК [ править ]

Вторичная структура из 23S разделена на шесть больших областей, в пределах которых домен V является самым важным в ее пептидил трансферазы активности. Каждый домен содержит нормальную вторичную структуру (например, тройное основание, тетрапетлю, поперечно-цепочечный пуриновый стек) и также обладает высокой симметрией в третичной структуре; белки находятся между их спиралями. На уровне третичной структуры большая субъединица рРНК представляет собой один гигантский домен, тогда как малая субъединица содержит три структурных домена. Это различие отражает меньшую гибкость большой субъединицы, необходимой для ее функции. В то время как его ядро ​​сохраняется, он вмещает сегменты расширения на своей периферии. [5] [6]

Функция [ править ]

50S включает активность, которая катализирует образование пептидной связи (реакция переноса пептидила), предотвращает преждевременный гидролиз полипептида, обеспечивает сайт связывания для факторов G-белка (способствует инициации , удлинению и окончанию) и помогает укладке белка после синтеза.

Способствует реакции переноса пептидила и предотвращает гидролиз пептидила [ править ]

Выявлен механизм индуцированной подгонки того, как 50S катализирует реакцию переноса пептидила и предотвращает гидролиз пептидила. Аминогруппы из аминоацил - тРНК (связывается с сайта A) атакует углерода карбонильной группы в пептидил-тРНК (связывается с участком П) и , наконец , дает пептид , продолженную одной аминокислоты , этерифицированного на сайт тРНК , связанной с рибосомный сайт A и деацилированная тРНК в P-сайте.

Когда сайт A не занят, нуклеотид U2620 (E. coli U2585), A2486 (2451) и C2106 (2063) сэндвич с карбонильной группой в середине, заставляя ее ориентироваться, обращаясь к сайту A. Эта ориентация предотвращает любую нуклеофильную атаку из сайта A, поскольку оптимальный угол атаки составляет 105 градусов от плоскости сложноэфирной группы. Когда тРНК с полной последовательностью [?] CCA на ее акцепторном стволе связывается с сайтом A, C74 укладки тРНК с U2590 (2555) вызывает конформационные изменения в рибосоме, приводящие к перемещению U2541 (2506), U2620 (2585) через G2618 (2583). Смещение оснований позволяет сложноэфирной группе принять новую конформацию, доступную для нуклеофильной атаки из A-сайта.

N3 ( азот ) A2486 (2451) находится ближе всего к синтезируемой пептидной связи и может функционировать как общее основание для облегчения нуклеофильной атаки аминогруппой аминоацил-тРНК (в сайте A). PKa A2486 (2451) примерно на 5 единиц выше для водородной связи с аминогруппой, что увеличивает ее нуклеофильность. Повышение pKa достигается за счет механизма реле заряда. A2486 (2451) взаимодействует с G2482 (G2447), который связывается водородом с скрытым фосфатом A2486 (2450). Этот скрытый фосфат может стабилизировать обычно редкие иминотаутомеры обоих оснований, что приводит к увеличению плотности отрицательного заряда на N3.

Помогает формированию белка [ править ]

После инициации, элонгации и терминации идет четвертый этап разборки посттерминационного комплекса рибосомы, мРНК и тРНК, который является предпосылкой для следующего раунда синтеза белка. Большая рибосомная субъединица играет роль в сворачивании белков как in vitro, так и in vivo . Большая рибосомная субъединица обеспечивает гидрофобную поверхность для стадии гидрофобного коллапса сворачивания белка. Вновь синтезированному белку необходим полный доступ к большой субъединице для сворачивания; этот процесс может занять некоторое время (5 минут для бета-галактозидазы [ необходима ссылка ] ).

См. Также [ править ]

  • Прокариотическая малая рибосомная субъединица (30S)
  • Рибосомная РНК
  • Мотив 23S метил РНК

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Nissen, P .; Hansen, J .; Ban, N .; Moore, P .; Стейтц, Т. (2000). «Полная атомная структура большой субъединицы рибосомы при разрешении 2,4 А». Наука . 289 (5481): 905–920. CiteSeerX  10.1.1.58.2271 . DOI : 10.1126 / science.289.5481.905 . PMID  10937989 .
  2. ^ Schluenzen, F .; Tocilj, A .; Заривач, Р .; Harms, J .; Gluehmann, M .; Janell, D .; Bashan, A .; Bartels, H .; Agmon, I .; Franceschi, F .; Йонат, А. (2000). «Структура функционально активированной малой субъединицы рибосомы с разрешением 3,3 Å». Cell . 102 (5): 615–623. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 00084-2 . PMID 11007480 . 
  3. ^ Гребер, Бэзил Дж .; Берингер, Даниэль; Годинич-Микульчич, Влатка; Црнкович, Ана; Ибба, Майкл; Вейган-Дурасевич, Ивана; Бан, Ненад (май 2012 г.). «Крио-ЭМ структура субъединицы рибосомы 50S архей в комплексе с фактором инициации 6 и последствия для эволюции рибосом» . Журнал молекулярной биологии . 418 (3–4): 145–160. DOI : 10.1016 / j.jmb.2012.01.018 .
  4. ^ Luehrsen, KR .; Николсон, Делавэр; Юбэнкс, округ Колумбия; Fox, GE (май 1981 г.). «Архебактериальная 5S рРНК содержит длинную инсерционную последовательность». Природа . 293 : 755–756. DOI : 10.1038 / 293755a0 .
  5. ^ a b Тирумалай, MR; Kaelber, JT; Парк, ДР; Тран, Q; Fox, GE (31 августа 2020 г.). «Крио-электронная микроскопия, визуализация большой вставки в 5S рибосомной РНК чрезвычайно галофильной археи Halococcus morrhuae » . FEBS Open Bio . DOI : 10.1002 / 2211-5463.12962 .
  6. ^ Penev PI, Fakhretaha-Аваль S, Patel VJ, Cannone JJ, Gutell RR, Петров А.С., Williams Л.Д., Glass JB (август 2020). "Сегменты расширения рибосомальной РНК увеличенного размера в архей Асгарда" . Геномная биология и эволюция . DOI : 10.1093 / GbE / evaa170 . PMID 32785681 . 
  • Nissen, P .; Hansen, J .; Ban, N .; Moore, P .; Стейтц, Т. (2000). «Структурные основы активности рибосом в синтезе пептидных связей». Наука . 289 (5481): 920–929.
  • Schmeing, T .; Хуанг, К .; Штробель, С .; Стейтц, Т. (2005). «Механизм индуцированной подгонки для стимулирования образования пептидной связи и исключения гидролиза пептидил-тРНК». Природа . 438 : 520–524.
  • Basu, A .; Ghosh, J .; Бхаттачарья, А .; Pal, S .; Chowdhury, S .; ДасГупта, К. (2003). «Расщепление рибосомы на ее субъединицы развернутыми полипептидными цепями». Современная наука . 84 : 1123–1125.

Внешние ссылки [ править ]

  • http://pathmicro.med.sc.edu/mayer/antibiot.htm
  • https://web.archive.org/web/20110227235620/http://www.molgen.mpg.de/~ag_ribo/ag_franceschi/franceschi-projects-50S-antibiotics.html
  • https://web.archive.org/web/20080206051722/http://www.riboworld.com/antib/50santib-eng.shtml
  • 23S + рибосома + РНК в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
  • 5S + рибосома + РНК в Национальных медицинских предметных рубриках США (MeSH)