Καθολικότητα συγκρότησης της 5OS ριβοσωμικής υπομονάδας σε gram-θετικά και gram-αρνητικά βακτήρια
Creators: name: Λάμπρου, Παρασκευάς Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Ριβοσωμική υπομονάδα
rpL25
Gram-θετικά και Gram-αρνητικά βακτήρια
EngA
YlqF
E. coliRibosomal subunit

description: Η πρωτεϊνική σύνθεση είναι ταυτόσημη με την έννοια της ζωής. Η πρωτεϊνική σύνθεση είναι ταυτόσημη με την έννοια της ζωής. Σημαντικότατο ρόλο στη διαδικασία αυτή διαδραματίζουν τα ριβοσώματα, δηλαδή τα ριβονουκλεοπρωτεϊνικά σωματίδια στα οποία συντίθενται οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες, καθώς επίσης και οι μηχανισμοί της αμινοακυλίωσης του tRNA. Στα ριβοσώματα, RNA και πρωτεΐνες συνεργάζονται για την κατάλυση του σχηματισμού πεπτιδικών δεσμών υπό τις οδηγίες του αγγελιοφόρου RNA. Οι GTPασες αποτελούν μια υπεροικογένεια πρωτεϊνών οι οποίες έχουν ρόλο διακόπτη σε διάφορες λειτουργίες του κυττάρου. Επομένως, ο ρόλος τους είναι πολύ σημαντικός για την επιβίωση του κυττάρου. Έχει παρατηρηθεί πως οι παράγοντες οι οποίοι είναι απαραίτητοι για την «συναρμολόγηση» του ριβοσώματος είναι στην πλειονότητα τους GTPασες. Η L25 ριβοσωμική πρωτεΐνη δεσμεύεται μαζί με τις L5 και L18 πρωτεΐνες στο 5S RNA και γενικά είναι ένα από τα πιο συντηρημένα μόρια στη φύση. Η πρωτεΐνη YlqF του Bacillus subtilis, ανήκει στην οικογένεια Era/Obg των μικρών GTP-binding πρωτεϊνών και είναι πολύ σημαντική για τη βακτηριακή ανάπτυξη. Έχει αναφερθεί ότι η YlqF συμμετέχει στο τελευταίο στάδιο της συναρμολόγησης της 50S ριβοσωμικής υπομονάδας και πιο συγκεκριμένα ότι «οργανώνει» το τελευταίο στάδιο της συναρμολόγησης. Πιστεύεται ότι η 50S υπομονάδα του ριβοσώματος είναι υπεύθυνη για τη δραστηριότητα της YlqF ως GTPάση in vitro. Πειράματα με τη μέθοδο του συστήματος των δύο υβριδίων (yeast two hybrid system) έδειξαν αλληλεπίδραση μεταξύ της YlqF και της L25 του Bacillus subtilis (Ctc). Η αλληλεπίδραση επιβεβαιώθηκε με πειράματα συγκατακρήμνησης πρωτεϊνών (pull down assays), με καθαρές πρωτεΐνες. Συγκεκριμένα, η YlqF βρίσκεται κοντά στην A-θέση και P-θέση της 50S υπομονάδας. Ένα άλλο μέλος της οικογένειας Era είναι η EngA. Το G-domain των ορθόλογων αυτής της GTPασης αποτελείται από δυο δομικές περιοχές που προσδένουν GTP τα οποία είναι γειτονικά μεταξύ τους, κάτι το οποίο δείχνει πως η EngA μπορεί να ρυθμίζει πολλαπλούς στόχους και να συντονίζει κυτταρικά γεγονότα. Έχει βρεθεί πως απάλειψη ολόκληρου του γονιδίου ή οποιουδήποτε εκ των δυο G-domains ή μεταλλάξεις σ’ αυτές τις περιοχές είναι θανατηφόρες για το κύτταρο, που σημαίνει πως η καταλυτική δραστικότητα και των δυο G-domains είναι απαραίτητη για την επιβίωση του κυττάρου. Επίσης βρέθηκε πως αυτές οι μεταλλάξεις αυτές προκαλούν ελαττωμένη 8 παραγωγή 70S ριβοσωμάτων, που μάλλον δείχνει ότι η EngA είναι σημαντική για τη συναρμολόγηση του ριβοσώματος. Στα πλαίσια των πιο πάνω ερευνών βρέθηκε ότι η L25 από το Helicobacter pylori αλληλεπιδρά με την YlqF από Bacillus subtilis και η L25 από Escherichia coli αλληλεπιδρά με την την EngA από τον ίδιο οργανισμό και την YlqF από Bacillus subtillis σύμφωνα με πειράματα συγκατακρήμνισης (pull down) κάτω από συνθήκες που αποκλείουν την ανάπτυξη μη εξειδικευμένων αλληλεπιδράσεων. Αυτό δείχνει ότι είναι πιθανή η ύπαρξη ενός κοινού ή παρόμοιου μηχανισμού σε προκαρυωτικούς οργανισμούς αναφορικά με την τελική συγκρότηση της 50S υπομονάδας, αλλά χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση.
description: Protein synthesis is synonymous with life. The most significant role in this process is played by the ribosomes, these nucleoprotein particles where the polypeptide chains are synthesized, as well as the mechanisms of tRNA aminoacylation. In the ribosomes, RNA cooperates with proteins in order to catalyze the peptide bond formation, under the commands of mRNA. The GTPases comprise a protein superfamily of highly conserved molecular switches adapted to many diverse functions. These proteins are found in all domains of life and often perform essential roles in fundamental cellular processes. In recent years, there has been accumulation of evidence that many prokaryotic GTPases are associated with ribosome function, particularly ribosome biogenesis. L25 ribosomal protein along with L5 and L18 binds on the 5S RNA and is considered one of the most conserved proteins. It has been reported that B. subtilis YlqF participates in ribosome biogenesis; it facilitates the last step of 50S subunit assembly. Yeast two-hybrid data has revealed interactions between B. subtilis YlqF and L25 protein (Ctc). YlqF belongs to the Era/Obg subfamily of small GTP-binding proteins and is essential for bacterial growth. The interaction was confirmed by the pull-down assay of the purified proteins. Specifically, Ylqf is positioned around the A-site and P-site on the 50S subunit. EngA is another member of Era subfamily and its othologues consist of two adjacent GTPbinding domains encoded by a single ORF. Due to the occurrence of two adjacent domains, there is a possibility of a tandem switch that could not only interact with multiple targets but also synchronize cellular events. It has been observed that the deletion of the entire engA gene or any of these two G-domains can lead to abnormal ribosome particles and death. Furthermore, enzyme activity of both G-domains is indispensable for survival. Those findings suggest that EngA is crucial for ribosome assembly. We have found out that L25 protein from Helicobacter pylori interact with YlqF from Bacillus subtilis and L25 protein from Escherichia coli interact with YlqF from Bacillus subtillis and EngA from Escherichia coli under conditions that do not allow the existence of nonspecific interactions and, therefore, that points out a possible common or similar mechanism concerning the prokaryotic 50S assembly.