1 / 34

valgusünteesi täpsus ja tRNA ribosoomile sidumine

valgusünteesi täpsus ja tRNA ribosoomile sidumine. Ülo Maiväli loeng 10.09.2003. Kuidas ensüüm teeb vahet kahe sarnase substraadi vahel, millest üks konverteeritakse produktiks ja teine mitte?. Täpsus = tõenäosus, millega õige (või vale) substraat konverteeritakse produktiks.

dallon
Download Presentation

valgusünteesi täpsus ja tRNA ribosoomile sidumine

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. valgusünteesi täpsus ja tRNA ribosoomile sidumine Ülo Maiväli loeng 10.09.2003

  2. Kuidas ensüüm teeb vahet kahe sarnase substraadi vahel, millest üks konverteeritakse produktiks ja teine mitte?

  3. Täpsus = tõenäosus, millega õige (või vale) substraat konverteeritakse produktiks

  4. 1958 Linus Pauling: 2 sarnase aa puhul (näit val ja ile) ei ole võimalik ensüümi sidumissaidis sidumist diferentseerida rohkem kui ~ 100X. G= Gõige - Gvale Täpsuse uurimisel küsimus sidumisafiinsuste määramises ehk kuidas õiget substraati kõvemini siduda kui valet. Levinud seisukoht kuni u. 1974

  5. Lahuses vähendab A-U paari asendamine G-U paariga dsRNA stabiilsust vähem kui 10 korda ... ... samas ribosoomil on seda tüüpi vea sagedus~10-3 koodoni kohta. Seda vastuolu kutsutakse vahel Paulingi paradoksiks.

  6. 1966 Paul Berg: tRNA aminoatsüleerimine 2-etapiline: (1) E+ATP+aaE.aa-AMP+PPi (aminohappe aktiveerimine) (2) E.aa-AMP+tRNA E+aa-tRNA+AMP (transesterifikatsioon tRNA-le) -tRNA võib IleRS teha Val-AMP-d +tRNA viib Val-AMP hüdrolüüsile

  7. Seega parandab süntetaas (1) etapi madalat selektiivsust (2) selektiivse etapiga (editeerimine). Vea parandamist saadab ATP hüdrolüüs. Dissipatiivne kaotus tühitsüklist: ATPAMP+PPi

  8. 1969 Kornberg:DNA polI eksonukleaasne aktiivsus viib kõrgele täpsusele.Ka siin kaasneb abortiivse reaktsiooniga vaba energia dissipatsioon: dXTPdXMP+PPi

  9. 1974 Ninio: kineetiline mudel täpsuse kirjeldamiseks.S+E(ES)(EP)E+PE+Skõrvalharu jaoks vaja teist, seotud reaktsiooni. Muidu viib P moodustumine reaktsioonivoo kõrvalharust minema.

  10. (ES)*2 on nüüd `kõrge energiaga olek`, mis vähendab tagasivoolu kõrvalharust

  11. 1974 Hopfield, Ninio: proofreading “Õige” ja “vale” substraadi seondumisenergiate väikesi erinevusi amplifitseeritakse enne produkti teket toimuvate korduvate substraadiselektsioonide abil.

  12. Proofreadingul kaks eripära:1) substraadivoo harunev struktuur: vale substraadi kõrvalejuhtimine.2) sellest tulenev termodünaamiline vajadus vähemalt kahe erineva termodünaamilise potentsiaali järele, et vastavatel reaktsiooniharudel saaks voog toimida. Üks võimalus on selekteeritava substraadi voog siduda mitteselekteeritava substraadi (ATP v GTP) vooga.

  13. Proofreadinguga võiks põhimõtteliselt selektsioonietappe lisades ükskõik kui suure täpsuse saavutada (pääsedes nii mõistagi Paulingi paradoksist)...... kuid sellega kaasneks produkti moodustamise kiiruse vastav langus.Seega võiks proofreadingut kasutavat reaktsiooni kirjeldada kui kompromissi kiiruse ja täpsuse vahel.

  14. Translatsiooni täpsus:Et 500 aa pikkust valku 90% tõenäosusega vigadeta sünteesida peaks täpsus olema 10-5 viga koodoni kohta.bakteris täpsus 6x10-4 ... 5x10-3 sisemistel mRNA koodonitelraaminihke vead 3x10-5...10-4kodeerival koodonil terminatsioon 10-3... 10-6, sõltuvalt koodonist

  15. Translatsiooni kiirus Escherichia colis on ~20 aminohapet sekundis.

  16. Mutatsioonid, mis mõjutavad translatsiooni täpsust

  17. Täpsust vähendavad:streptomütsiin, paromomütsiin (aminoglükosiidid) paljud tRNA mutatsioonidpaljud 16S rRNA mutatsioonidhulk 23S rRNA mutatsiooner-valkude S4, S5, L7/L12 mutatsioonidEF-Tu, RF-1, RF-2 mutatsioonid

  18. Täpsust suurendavad:kasugamütsiinr-valkude S12, S17, L6 mutatsioonidmõned 23S rRNA mutatsioonid 50S-i tRNA-d siduvas piirkonnas

  19. Järeldused:translatsiooni täpsus sõltub mitte ainult 30S-st kus toimub dekodeerimine vaid ka 50S-st.translatsiooni täpsus ei ole suurim võimalik (täpsust tõstvates mutantides on valgusüntees aeglasem)

  20. k1/k-1 initial binding:ebaharilikult kiire sidumine k1= 110/sk-1=25/slabiilne kompleks. k1 sõltub L7/L12 ja EF-Tu-st. Ei sõltu mRNA-st.Selles etapis ei toimu selektsiooni.

  21. k2/k-2 codon recognition:k2 = 100/s, k-2 =0.2/sKd=4x10-10 M - väga tugev seondumine

  22. k3,kGTP GTPaas:sõltub koodoni äratundmisest ak poolt (2 ms peale seda GTP hüdrolüüs)kiirus >500/skiirust limiteerib vist EF-Tu konformatsioonimuutus k3 (peale koodon-ak teket).

  23. k4,k6 EF-Tu konf muutus GDP vormi ja dissotsiatsioon:k4=60/s k6=3/sPPi lahkumine hetkeline, k4 mõõdab ainult EF-Tu domäänide liikumist. Aeglane EF-Tu dissotsatsioon k6 ei mõjuta enam tRNA-ga toimuvaid sündmusi

  24. k5, k7 tRNA accommodation, rejection:k5=7/s: tRNA 3`otsa liikumine + RS conf muutus (?). kpep>100/s k7 kognaatsel juhul < 0.3/s

  25. Järeldused:1) selektsioon 2 etapiline (k-2 ja k7) -initsiaalne selektsioon japroofreading2) p. a. kogu mittekognaatne aa-tRNA selekteeritakse välja juba enne GTP hüdrolüüsi (k-2)3) lisaks veel 2 selektsioonietappi induced fit mehhanismiga? k3 ja k5?

  26. Induced fit:Ensüümi "avatud" konformatsioon läheb substraadi sidumisel üle produktiivseks "suletud" konformatsiooniks. Ülemineku kiirust ribosoomis tõstab korrektne koodon-ak interaktsioon.

More Related