Sup35p - Sup35p

ГТФ-связывающая субъединица фактора высвобождения пептидной цепи эукариот
Идентификаторы
ОрганизмSaccharomyces cerevisiae штамм S288c
СимволSus35
Entrez851752
HomoloGene68226
RefSeq (мРНК)NM_001180479.3
RefSeq (Prot)NP_010457.3
UniProtP05453
Прочие данные
ХромосомаIV: 0.81 - 0.81 Мб

Sup35p это Saccharomyces cerevisiae (а дрожжи ) эукариотический перевод фактор выпуска. В частности, это дрожжевые эукариотические фактор выпуска 3 (eRF3), который образует комплекс терминации трансляции с eRF1 (Sup45p в дрожжах). Этот комплекс распознает и катализирует высвобождение растущей полипептидной цепи, когда рибосома встречает стоп-кодон. В то время как eRF1 распознает стоп-кодоны, eRF3 способствует высвобождению полипептидной цепи посредством гидролиза GTP.

Частичная потеря функции приводит к бессмысленному подавлению, при котором стоп-кодоны игнорируются и белки аномально синтезируются с карбоксил расширения терминала. Полная потеря функции фатальна.

История

Было показано, что Sup35p распространяется в прион форма в 1994 г. Рид Уикнер. По этой причине это тщательно изученный белок. Когда дрожжевые клетки содержат Sup35p в прионном состоянии, результирующий фенотип известен как [PSI +]. В [PSI +] клетках Sup35p существует в амилоид состояние, которое может быть размножено и передано дочерним клеткам. Это приводит к менее растворимому и функциональному белку и, следовательно, к увеличению скорости бессмысленного подавления (считывание трансляции стоп-кодонов).

Было показано, что сверхэкспрессия гена индуцирует конформацию [Psi +].

Эволюционная емкость

В нескольких журнальных статьях было высказано предположение, что способность к взаимному преобразованию между [PSI +] и [psi -] (свободными от прионов) состояниями обеспечивает эволюционное преимущество, но это остается областью многих дискуссий.

Сьюзан Линдквист показал, что изогенный популяции дрожжей могут выражать разные фенотипы в зависимости от того, имеют ли они прионную форму Sup35p или неприонную форму. Она провела эксперимент, в котором семь штаммов дрожжей с разным генетическим фоном были выращены в различных стрессовых условиях с соответствующими штаммами [PSI +] и [psi-].[1] В некоторых случаях версия [PSI +] росла быстрее, в других [psi-] росла быстрее. Она предложила, чтобы [PSI +] мог действовать как эволюционный конденсатор для облегчения адаптации путем раскрытия загадочных генетических вариаций в естественных популяциях во время стресса. Эта вариация выходит за рамки стоп-кодонов, которые демонстрируют высокую скорость потери кадра у дрожжей.[2] Математические модели предполагают, что [PSI +], возможно, эволюционировал для этой функции.[3]

Физические характеристики

Sup 35 содержит карбоксиконцевую область (C-конец ), который отвечает за прекращение перевода. Аминоконцевой (N-конец ) область белка отвечает за попеременное сворачивание в зависимости от конформации. Средняя (m) область имеет неизвестную функцию. В попытке определить функцию этих N- и M-регионов в эксперименте Сьюзан Линдквистс два штамма были сконструированы для получения версии Sup35p, которая не включает N- и M-области.[4]

Белок Sup35p состоит из 685 аминокислот.[5] С-конец содержит 5 полных и один неполный повтор Олигопептидный повтор последовательность PQGGYQQ-YN. В модифицированных версиях гена было показано, что чем больше повторов этой последовательности присутствует, тем больше протеин предполагает подтверждение [Psi +]. Фактически, добавление двух дополнительных повторов (R2) приводит к тому, что преобразование [Psi-] в [Psi +] происходит в 5000 раз быстрее.[4] PMN2, мутантная, доминантная версия гена Sup35p, имеет замену глицина на аспарагиновую кислоту во втором повторе. Результирующий фенотип отсутствие способности поддерживать конформацию [Psi +].

На N-конце содержится высокое количество глутамина / аспарагина - 43%, в то время как в среднем дрожжевой белок содержит только 9%. N-конец состоит из 114 аминокислот и называется прионообразующим доменом (PrD). Чрезмерная экспрессия гена Sup35p может привести к [Psi +].

И N- и M-концы, и C-конец образуют сайты связывания с Sup45p, всего их два. Кроме того, связываясь с Sup45p, белок [psi +] может вызвать его агрегацию и образование приона.[6]

Аденин Путь

Фенотипические различия между [psi-] и [psi +] становятся очевидными, когда способность клетки производить аденин подделан. Накопление P-рибозиламиноимидазола (AIR) (предшественник в адениновый путь в дрожжах) индуцирует красный пигмент в колонии дрожжей, видимой невооруженным глазом. В изогенных штаммах, где несмысловая мутация находится в середине гена ADE 2 или ADE 1 (ферменты, участвующие в этом пути), штамм [psi-] имеет либо накопления P-рибозиламиноимидазола (AIR), либо П-рибозиламиноимидазолкарбоксилат (CAIR) соответственно. Поскольку CAIR преобразуется обратно в AIR, если фермент, который катализирует его до следующего предшественника, отсутствует, любая мутация вызовет красный цвет в штамме [psi-]. Штамм [psi +] кажется белым, даже когда подвергается тем же бессмысленным мутациям. Таким образом, делается вывод, что eRF3 [psi +] нефункционален.[7]

Это явление связано с тем, что eRF3 в [psi-] способен эффективно отключать рибосомы, поэтому фермент не может быть должным образом синтезирован. Однако в штамме [psi +] фермент может синтезироваться в достаточной степени, так что этот путь все еще успешно производит аденин.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ True HL, Lindquist SL (сентябрь 2000 г.). «Прион дрожжей обеспечивает механизм генетической изменчивости и фенотипического разнообразия». Природа. 407 (6803): 477–83. Bibcode:2000Натура.407..477Т. Дои:10.1038/35035005. PMID  11028992.
  2. ^ Джакомелли М., Хэнкок А.С., Масел Дж. (2007). «Преобразование 3 'UTR в кодирующие области». Молекулярная биология и эволюция. 24 (2): 457–464. Дои:10.1093 / molbev / msl172. ЧВК  1808353. PMID  17099057.
  3. ^ Масел Дж, Бергман А (2003). «Эволюция свойств эволюционируемости дрожжевого приона [PSI +]». Эволюция. 57 (7): 1498–1512. Дои:10.1111 / j.0014-3820.2003.tb00358.x. PMID  12940355.
  4. ^ а б Пархам С.Н., Резенде К.Г., Туите М.Ф. (май 2001 г.). «Олигопептидные повторы в дрожжевом белке Sup35p стабилизируют межмолекулярные прионные взаимодействия». Журнал EMBO. 20 (9): 2111–9. Дои:10.1093 / emboj / 20.9.2111. ЧВК  125439. PMID  11331577.
  5. ^ «Sup35p [Saccharomyces cerevisiae]». Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  6. ^ Паушкин С.В., Кушниров В.В., Смирнов В.Н., Тер-Аванесян М.Д. (май 1997 г.). «Взаимодействие между дрожжевыми факторами высвобождения полипептидной цепи Sup45p (eRF1) и Sup35p (eRF3): последствия для прион-зависимой регуляции». Молекулярная и клеточная биология. 17 (5): 2798–805. Дои:10.1128 / mcb.17.5.2798. ЧВК  232131. PMID  9111351.
  7. ^ Montelone BA (24 декабря 2009 г.). «Часто задаваемые вопросы - штаммы дрожжей». Физический факультет Канзасского государственного университета.