Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Centrum SOLARIS

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Lista publikacji naukowych

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Struktura białkowego kompleksu Elongator

Struktura białkowego kompleksu Elongator

Karboksymetylacja urydyny w antykodonie tRNA jest niezbędna dla prawidłowej syntezy białek. U archeonów i bakterii wprowadzenie modyfikacji katalizowane jest przez enzym Elp3, natomiast u eukariontów enzym ten wchodzi w skład dużego, wielopodjednostkowego białkowego kompleksu Elongator. W najnowszej pracy naukowej badaczy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii (MCB/UJ) opisano pierwszą, wysokorozdzielczą strukturę Elongatora uzyskaną przy pomocy kriomikroskopii elektronowej (cryo-EM), która rzuca światło na rolę podkompleksu Elp456. Wyniki badań zostały opublikowane w tym tygodniu w Nucleic Acids Research jako artykuł przełomowy.

Naukowcy z Grupy Badawczej Maxa Plancka z MCB Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie opisali rolę Elp456, mniejszego podkompleksu kompleksu Elongatora, ze szlaku modyfikacji tRNA. Badania grupy dr hab. Sebastiana Glatta zostały przeprowadzone we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Kassel, Berlińskiego Uniwersytetu Technicznego oraz Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej w Hamburgu.

Elongator jest dużym i wielopodjednostkowym (Elp1-6) kompleksem białkowym złożonym z dwóch odrębnych podkompleksów: Elp123 i Elp456. Elongator jest odpowiedzialny za katalizę pierwszego etapu modyfikacji 34 urydyny (U34, tzw. wobble uridine), a dokładniej jej węgla w pozycji piątej, poprzez przyłączenie grupy karboksymetylowej (cm5), która to grupa ulega dalszej modyfikacji w wyniku aktywności innych enzymów. W celu zapewnienia efektywnego kotranslacyjnego fałdowania powstającego łańcucha polipeptydowego, tylko w pełni zmodyfikowane tRNA wiąże się w optymalny sposób z rybosomami biorącymi udział w translacji. Zespół dr hab. Glatta przygotował wszystkie próbki w Pracowni Biologii Strukturalnej MCB i zebrał większość danych przy pomocy wysokiej klasy kriomikroskopu elektronowego Titan Krios G3i, który znajduje się w Narodowym Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS. Uzyskane dane posłużyły następnie do określenia struktur przestrzennych kilku stanów pośrednich oraz w pełni uformowanego kompleksu Elongatora z drożdży i myszy.

Uzyskane wyniki wykazały bardzo wysokie zachowanie struktury i funkcji Elongatora wśród eukariontów. Analizy in vitro i in vivo, dopełniły główne ustalenia strukturalne, pozwoliły na szczegółową charakterystykę molekularną dwóch podkompleksów Elongatora i tego, jak oddziałują one ze sobą. „Subtelne różnice strukturalne pomiędzy Elp123 związanym z tRNA a wolnym Elongatorem pozwoliły nam zaproponować funkcję Elp456, która według nas jest związana z uwalnianiem zmodyfikowanych tRNA z podkompleksu katalitycznego.” dodaje dr Marcin Jaciuk, główny autor pracy. O tym, jak ważna jest funkcja Elp456, mówi dr hab. Sebastian Glatt, ostatni i korespondencyjny autor. Stwierdza, że „Porównując centra aktywne drożdżowego i mysiego Elp123 w różnych stanach aktywności, udało nam się zrobić duży, kolejny krok w scharakteryzowaniu molekularnych mechanizmów aktywności modyfikacyjnej Elongatora. Projekt, który rozpocząłem dekadę temu podczas mojego stażu podoktorskiego w EMBL, wreszcie osiągnął swój cel - zrozumienie, jak wygląda i działa ten ważny kompleks białkowy”.

Cała publikacja dostępna pod linkiem:

M. Jaciuk et al., Cryo-EM Structure of the Fully Assembled Elongator Complex, Nucleic Acids Res gkac1232 (2023). doi:10.1093/nar/gkac1232

 

Schemat reakcji Elongatora. Opis poniżej.

Schemat reakcji Elongatora. Schematyczny przegląd poszczególnych intermediatów reakcji eukariotycznego kompleksu Elongator. U ssaków wyższych wysoce elastyczny Elp123 wiąże substrat tRNA, SAM i Ac-CoA w celu modyfikacji U34. Źródło: Nucleic Acids Res, gkac1232, https://doi.org/10.1093/nar/gkac1232

 

Praca została wsparta w ramach programu OPUS16 (2018/31/B/NZ1/03559) Narodowego Centrum Nauki, European Research Council w ramach programu Unii Europejskiej Horyzont 2020 oraz programu innowacyjnego (101001394) Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (TEAM TECH CORE FACILITY/2017-4/6).

Polecamy również
Wysokotemperaturowa koelektroliza CO2/H2O i bezpośrednia metanizacja w impregnowanym kobaltem elektrolizerze tlenkowym. Bimetaliczna synergia pomiędzy Co i Ni.
Wysokotemperaturowa koelektroliza CO2/H2O i bezpośrednia metanizacja w impregnowanym kobaltem elektrolizerze tlenkowym. Bimetaliczna synergia pomiędzy Co i Ni.
Wyzwania i możliwości w projektowaniu akumulatorów Na-ion
Wyzwania i możliwości w projektowaniu akumulatorów Na-ion
Polaryzacja spinowa w warstwowych izolatorach trywialnych i topologicznych
Polaryzacja spinowa w warstwowych izolatorach trywialnych i topologicznych
Stan walencyjny wanadu - kluczowy czynnik elastyczności struktury wanadanów potasu jako materiałów katodowych w bateriach Li-ion
Stan walencyjny wanadu - kluczowy czynnik elastyczności struktury wanadanów potasu jako materiałów katodowych w bateriach Li-ion