Μελέτη της L25 ριβοσωμικής πρωτεΐνης από το ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού Helicobacter pylori:καθαρισμός και αλληλεπίδραση με την πρωτεΐνη YlqF του Βacillus subtilis
Creators: name: Παπαζαχαρίου, Λουΐζα Ζαχαρία
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2008
Subjects: L25 ριβοσωμική πρωτεΐνη του Helicobacter pylori
GST-Ylqf πρωτεΐνη του Bacillus subtilis
Αλληλεπίδραση πρωτεϊνών (pulldown assays)
L25 ribosomal protein (H. pylori)
Ylqf ribosomal protein (B. subtilis)
Pull-down assays

description: Η πρωτεϊνική σύνθεση είναι ταυτόσημη με την έννοια της ζωής. Σημαντικότατο ρόλο στη διαδικασία αυτή διαδραματίζουν τα ριβοσώματα, αυτά 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. Η αμινοακυλίωση αποτελεί κεντρική κυτταρική διαδικασία κατά την οποία συντίθενται τα αμινοάκυλο-tRNAs από τις αμινοάκυλο-tRNA συνθετάσες (AARSs) που αναλαμβάνουν τη διατήρηση της πιστότητας του γενετικού μηνύματος. Πολλές μελέτες υποστηρίζουν την ύπαρξη μιας πιθανής εξελικτικής σχέσης μεταξύ ριβοσωμικών πρωτεϊνών και αμινοάκυλο-tRNA συνθετασών, όμως οι λειτουργίες τους είναι διαφορετικές. Η ύπαρξη ωστόσο μιας ριβοσωμικής πρωτεΐνης, της L25, με υψηλή δομική ομοιότητα ως προς την περιοχή δέσμευσης του αντικωδικονίου της αμινοάκυλο-tRNA συνθετάσης της γλουταμίνης (GlnRS) εγείρει σοβαρά ερωτήματα για τη σχέση αυτή. Η συνθετάση της γλουταμίνης (GlnRS) ανήκει στα νεώτερα μέλη αυτής της οικογένειας ενζύμων, καθώς η γλουταμίνη είναι ένα από τα τελευταία αμινοξέα που προστέθηκαν στο ρεπερτόριο των 20 γνωστών έως σήμερα αμινοξέων και συναντάται περισσότερο σε ανώτερους ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Επίσης είναι σημαντικό να αναφερθεί, ότι η συνθετάση της γλουταμίνης, είναι ένα ένζυμο που δεν κωδικοποιείται στo γένωμα του ελικοβακτηριδίου του πυλωρού. Παρόλα αυτά μετά από μια σειρά πειραμάτων με Η3 γλουταμίνη και ολικό tRNA δεν βρέθηκε η L25 να έχει δράση συνθετάσης της γλουταμίνης, αλλά παρατηρήθηκε ότι η L25 συναγωνίζεται την συνθετάση της γλουταμίνης για tRNA δέσμευση. Παρόλα αυτά η σχέση μεταξύ των δυο πρωτεϊνών παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα. 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 στην διεθνή βιβλιογραφία 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-πλευρά και P-πλευρά της 50S υπομονάδας. Αξίζει να σημειωθεί, ότι δεν βρέθηκε αλληλεπίδραση μεταξύ της YlqF και των L16 και L17 πρωτεϊνών. Στα πλαίσια των πιο πάνω ερευνών βρέθηκε ότι η L25 από το H.pylori και η YlqF από το B.subtillis αλληλεπιδρούν 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 η 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 messenger RNA. The tRNA aminoacylation consists a pivotal cell process during which aminoacyl-tRNAs are synthesized by aminoacyl-tRNA synthetases (AARSs) so as the fidelity of the genetic message is maintained. Many studies support the existence of a possible evolutionary relationship between the ribosomal proteins and the aminoacyl-tRNA synthetases, nevertheless their different functions remain distinct. However, the existence of a ribosomal protein, L25, which shows high structural homology to the glutaminyl-tRNA synthetase (GlnRS) anticodon binding domain, one of the latest member of this enzyme family, as gloutamine has been suggested to constitute one of the last amino acids added to the known 20 amino acid repertoire, which is found mostly at higher eukaryotic organisms, raises some serious questions about this particular relationship. It is important to been mentioned that glutaminyl-tRNA synthetase (GlnRS), is an enzyme that is not encoded in the genome of Helicobacter pylori. In an attempt to test a possible functional homology between HPL25 and GlnRS we performed aminoacylation assays in the presence of H3 glutamine and total E.coli tRNA. No aminoacylation activity by L25 was detected under the conditions tested, possibly due to the lack of homologous tRNA substrate. However, it is observed that L25 was competing GlnRS for tRNA binding and in the presence of both proteins the Gln-tRNAGln formation was inhibited. Despite the fact that no GlnRS function for L25 was observed, the evolutionary relationship between these two proteins remains an open question. L25 ribosomal protein along with L5 and L18 binds on the 5S RNA and is considered one of the most conserved proteins. Yeast two - hybrid data has revealed interactions between Bacillus subtilis L25 protein (Ctc) and Ylqf. B.subtilis 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. No interaction was found between YlqF and L16 and L17 proteins. In the present study an interaction between the L25 protein from H.pylori and YlqF from B.subtillis was found under conditions that do not allow the existence of non spesific interactions and therefore that points out a possible common or similar mechanism concerning the procaryotic 50S assembly .