ËíêéÖçàÖ íêÄçëèéêíçõï êçä 71 строение транспортных рнк и их функция на первом (предрибосомном) этапе биосинтеза белков
åÓÎÂÍÛÎflÌ˚ ÓÒÌÓ‚˚ ÛÁ̇‚‡ÌËfl Úêçä
жүктеу/скачать 200,64 Kb. Pdf көрінісі
|
tRNA
|
åÓÎÂÍÛÎflÌ˚ ÓÒÌÓ‚˚ ÛÁ̇‚‡ÌËfl Úêçä ‡ÏËÌÓ‡ˆËÎ-Úêçä-ÒËÌÚÂÚ‡Á‡ÏË Каждая тРНК, сохраняя универсальную L-образ- ную форму, должна иметь какие-то отличительные признаки, безошибочно распознаваемые “своим” ферментом как “притягательные”, а остальными 19 ферментами – как “отталкивающие”. Очевидно, что такие признаки должны быть общими у изоак- цепторных тРНК, специфичных для одной и той же аминокислоты. Вопрос о молекулярной основе высокоточного узнавания тРНК “своей” и только “своей” синтета- зой интересовал ученых со времени открытия этих макромолекул. Довольно скоро стало ясно, что за несколькими исключениями модифицированные нуклеотиды не являются теми элементами, которые распознает синтетаза. Значительный прогресс в по- нимании принципов этого РНК-белкового взаимо- действия был достигнут в последнее десятилетие с появлением возможности направленно изменять ëéêéëéÇëäàâ éÅêÄáéÇÄíÖãúçõâ ÜìêçÄã, ‹11, 1998 76 строение белков и нуклеиновых кислот, разработ- кой методов компьютерного моделирования их пространственных структур, а также кристаллиза- ции и рентгеноструктурного анализа комплексов тРНК со “своей” синтетазой. На сегодняшний день ученые знают, хотя бы в первом приближении, на- бор нуклеотидов, существенных для аминоацили- рования “своих” тРНК почти каждой аминоацил- тРНК-синтетазой из кишечной палочки. Такой на- бор, естественно разный для разных пар тРНК – синтетаза, включает нуклеотиды, занимающие од- ни и те же положения в структуре большинства тРНК. Это следующие участки тРНК (см. рис. 1). 1. Антикодон (остатки 34–36). Участие антико- дона, определяющего на рибосоме включение ами- нокислоты в растущую цепь белка, еще и в отборе этой аминокислоты на стадии реакции аминоаци- лирования тРНК, предполагалось еще в 60-е годы исходя из уникальности этого элемента в структуре молекулы. Данные последних лет показывают, что в узнавании может участвовать один или более нук- леотидов антикодона. 2. Нуклеотид 73, предшествующий CCA-концу. Присутствие в этом положении того или другого пу- ринового нуклеотида (A или G) коррелирует с ти- пом аминокислот, присоединяемых к тРНК. Если в этом положении находится A, то тРНК акцептирует гидрофобные аминокислоты, а если G – то поляр- ные. 3. Первые три пары нуклеотидов акцепторного стебля (1–72, 2–71, 3–70). В разных случаях в узна- вании синтетазой может вовлекаться от одной до трех пар нуклеотидов акцепторного стебля. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в основном те же участки тРНК узнаются аминоацил-тРНК-синтетазами из других организ- мов. В случае некоторых тРНК к элементам узнава- ния относят также отдельные неконсервативные нуклеотиды D- и T-петель (в первую очередь в по- ложении 20 D-петли). У каждой отдельной тРНК синтетазами может узнаваться только часть пере- численных элементов. Другими словами, число нук- леотидов, определяющих индивидуальность каж- дой тРНК (то есть ее свойство быть опознанной всеми 20 аминоацил-тРНК-синтетазами таким об- разом, что “своя” синтетаза присоединяет к ней аминокислоту, а остальные 19 синтетаз ее “отверга- ют”), невелико. Для каждой отдельной пары тРНК – синтетаза узнавание определяется ограниченным числом элементов структуры тРНК, перечисленных выше. По мнению некоторых авторов, иногда для узнавания бывает достаточно одного какого-либо элемента структуры, например одной нуклеотид- ной пары в акцепторном стебле. Отчетливая картина того, как синтетаза узнает на молекулярном уровне “свою” тРНК, была полу- чена с помощью рентгеноструктурного анализа для тех нескольких комплексов синтетаза ⋅ тРНК, кото- рые удалось закристаллизовать. Впервые структура кристалла была установлена в 1989 году для ком- плекса глутаминовой тРНК с глутаминил-тРНК- синтетазой из кишечной палочки. На рис. 4 видно, как два домена тРНК по внутренней стороне угла L- структуры вступают в контакт с ферментом, причем отдельные функциональные группы элементов уз- навания – антикодона и CCA-конца тРНК – обво- лакиваются белковой молекулой. Существенно важным для достижения подобно- го структурного соответствия между ферментом и субстратом является взаимная подгонка двух мак- ромолекул, которая происходит в результате их конформационных изменений. Так, было установ- лено, что структура глутаминовой тРНК в свобод- ном состоянии и в комплексе со “своей” синтетазой существенно изменяется, а другие тРНК, если они и связываются с глутаминил-тРНК-синтетазой, не- способны так точно “подогнаться” к поверхности фермента. Динамический процесс конформацион- ных изменений макромолекул является важной составной частью их взаимного узнавания и после- дующей реакции аминоацилирования тРНК. жүктеу/скачать 200,64 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|