EF-4

EF-4
연신율 4
식별자
기호EF-4
인터프로IPR006297
잘 알려진 예는 P60785(대장균 레파) 및 Q8N442(인간 GUF1)를 참조한다.

신장계수 4(EF-4)는 RNA를 단백질로 변환하는 과정에서 리보솜에 역변환되는 것으로 생각되는 신장계수다.그것은[1] 거의 보편적으로 박테리아와 미토콘드리아와 플라스티드를 포함한 진핵 내합성 유기체에서 발견된다.[2][3]단백질 합성 중 교정을 담당하는 EF-4는 최근 박테리아 신장 인자의 명명법에 추가되었다.[4]

EF-4는 연신율 인자로 인식되기 전, 박테리아 리더 펩티다제를 운반하는 오퍼톤의 첫 번째 시스트론으로서 리더 펩티다아제 A(LepA)로 알려져 있다.eukaryotes에서는 전통적으로 GUF1(Unknown Function 1의 GTPase)이라고 불린다.[5]예비 EC 번호 3.6.5.n1을 가지고 있다.[6]

진화 배경

LepA는 보존율이 매우 높다.레파 정형외과들은 박테리아와 거의 모든 진핵생물에서 발견되었다.LepA의 보존은 단백질 전체를 커버하는 것으로 밝혀졌다.구체적으로는 박테리아 직교 중 LepA의 아미노산 정체성이 55%~68%[4]에 이른다.

두 가지 형태의 LepA가 관찰되었는데, 하나는 미토콘드리아 LepA 시퀀스를 가진 LepA 분기이고, 다른 하나는 시아노박테리아 정형외과로 분기한다.이러한 발견은 LepA가 박테리아, 미토콘드리아, 플라스티드에 유의하다는 것을 보여준다.LepA는 고고학에서 빠져있다.[4]

구조

LepA를 인코딩하는 유전자는 바이시스트론 피연산자의 일부로서 최초의 시스트론이라고 알려져 있다.LepA는 599개의 아미노산으로 분자량이 67kDa인 폴리펩타이드다.LepA의 아미노산 염기서열은 5개의 알려진 영역으로 구성된 G단백질임을 나타낸다.처음 4개의 도메인은 일차 신장계수 EF-G의 도메인 I, II, III 및 V와 강하게 관련되어 있다.그러나 LepA의 마지막 도메인은 독특하다.이 특정 영역은 단백질 구조의 C-단자 끝에 위치한다.[7]이 레파스 배열은 인간의 세포에 대한 효모세포의 미토콘드리아에서 관찰되었다.

함수

LepA는 tRNA가 잘못 배치된 리보솜을 인식해 번역의 충실도를 높이고 결과적으로 역번역을 유도한 혐의를 받고 있다.이미 번역 후 수정된 리보솜을 역번역함으로써 이차번역이 가능한 EF-G 인자.LepA에 의한 역트랜잭션은 EF-G 의존적 번역과 유사한 비율로 발생한다.위에서 언급했듯이, EF-G의 구조는 LepA의 구조와 매우 유사하다. 따라서 LepA의 기능은 EF-G의 기능과 유사하다.그러나 EF-G의 도메인 4는 여러 연구를 통해 tRNA가 A와 P 사이트에서 P와 E 사이트로 번역된 후 A 사이트의 디코딩 시퀀스를 점유하는 것으로 밝혀졌다.따라서 EF-G의 도메인 IV는 tRNA의 역 이동을 방지한다.LepA와 EF-G의 구조적 유사성에도 불구하고 LepA는 이 도메인 IV가 부족하다.따라서 LepA는 EF-G와 유사한 방식으로 Pre-POST 상태 사이의 활성화 장벽을 감소시키지만 동시에 표준 변환보다는 역 변환을 촉진할 수 있다.

활동

LepA는 분리되지 않은 GTPase 활동을 보인다.이 활동은 번역에 관여하는 모든 특징적인 G단백질 중에서 리보솜 의존성이 가장 강한 GTPase 활성으로 알려진 EF-G의 활동과 같은 정도로 리보솜에 자극을 받는다.반대로 GTP 분열의 리보솜 자극이 단백질 합성에 직접 의존하지 않을 때 분리되지 않은 GTPase 활성화가 발생한다.GTP가 있으면 LepA는 촉매적으로 작용한다.반면, 비수화물 GTP – GDPNP – LepA 작용은 스토오치메트릭이 되어 70S 리보솜 당 약 1개의 분자로 포화된다.이 데이터는 전형적인 G 단백질을 입증하는 리보솜에서 LepA를 분리하기 위해 GTP 분할이 필요하다는 것을 보여준다.LepA의 저농도(70S 리보솜당 3개 분자 이하)에서 LepA는 잘못 번역된 리보솜을 구체적으로 인식하여 역트랜스포메이션(back-translocation)하므로 EF-G가 정확한 번역반응을 촉매할 수 있는 두 번째 기회를 가질 수 있다.LepA는 고농도(70S 리보솜당 약 1개 분자)에서 특이성을 상실하고 모든 POST 리보솜을 역전산한다.이것은 번역기계를 비생산적인 모드로 만든다.이것은 LepA가 고농도의 세포에서 발견되었을 때의 독성을 설명한다.따라서, 저농도에서 LepA는 합성 단백질의 수율과 활동을 상당히 개선하지만, 고농도에서 LepA는 세포에 독성이 있다.

또한 LepA는 펩타이드 결합 형성에 영향을 미친다.리보솜의 기능성 파생상품이 푸로마이신(aa-tRNA의 3번째 끝의 아날로그)과 혼합된 다양한 연구를 통해 LepA를 전사적으로 변형된 리보솜에 첨가하면 A 사이트에 대한 aa-tRNA의 결합을 억제하기 때문에 디펩타이드 형성을 방지한다고 판단했다.

실험자료

LepA의 구조와 기능을 해명하는 다양한 실험이 있었다.한 주목할 만한 연구는 "발자국 실험"이라고 불리는데, 이 실험은 LepA의 역번역 능력을 결정하는 데 도움이 되었다.이 경우 리보솜에 묶인 mRNA를 따라 역전사를 통해 프라이머를 확장했다.다양한 리보솜에서 변형된 mRNA 가닥의 프라이머는 LepA와 함께 또는 사용하지 않고 확장되었다.그런 다음 PRE와 POST 주 모두에서 검사를 수행했으며, 분할 연구는 PRE 상태와 반대로 POST 상태의 위치 갈라짐이 강화되었음을 밝혀냈다.POST 상태가 LepA(플러스 GTP)의 존재에 있었기 때문에, POST 상태의 강한 신호 특성은 LepA의 결과라고 판단되어 그 신호를 PRE 상태 수준으로 끌어내렸다.그러한 연구는 LepA-GTP 콤플렉스에 결합할 때 리보솜이 PRE 상태 구성을 가정한다는 것을 입증했다.

참고 항목

참조

  1. ^ Margus, Tõnu; Remm, Maido; Tenson, Tanel (December 2007). "Phylogenetic distribution of translational GTPases in bacteria". BMC Genomics. 8 (1): 15. doi:10.1186/1471-2164-8-15. PMC 1780047.
  2. ^ Youngman EM, Green R (February 2007). "Ribosomal translocation: LepA does it backwards". Curr. Biol. 17 (4): R136–9. doi:10.1016/j.cub.2006.12.029. PMID 17307049.
  3. ^ March PE, Inouye M (November 1985). "GTP-binding membrane protein of Escherichia coli with sequence homology to initiation factor 2 and elongation factors Tu and G". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82 (22): 7500–4. doi:10.1073/pnas.82.22.7500. PMC 390844. PMID 2999765.
  4. ^ a b c Qin Y, Polacek N, Vesper O, et al. (November 2006). "The highly conserved LepA is a ribosomal elongation factor that back-translocates the ribosome". Cell. 127 (4): 721–33. doi:10.1016/j.cell.2006.09.037. PMID 17110332.
  5. ^ Bauerschmitt, Heike; Funes, Soledad; Herrman, Johannes (June 2008). "The Membrane-bound GTPase Guf1 Promotes Mitochondrial Protein Synthesis under Suboptimal Conditions*". Journal of Biological Chemistry. 234 (25): 17139-17146. doi:10.1074/jbc.M710037200.
  6. ^ "ENZYME entry: EC 3.6.5.n1". Retrieved October 21, 2021.
  7. ^ Evans RN, Blaha G, Bailey S, Steitz TA (March 2008). "The structure of LepA, the ribosomal back translocase". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (12): 4673–8. doi:10.1073/pnas.0801308105. PMC 2290774. PMID 18362332.

외부 링크