DEMO, Gabriel, Howard GAMPER, Anna LOVELAND, Isao MASUDA, Christine CARBONE, Egor SVIDRITSKYI, Ya MIng HOU a Andrei KOROSTELEV. CryoEM ensemble reveals the mechanism of 1 ribosomal frame shifting. In XVIII Discussions in Structural Molecular Biology. 2022.
Další formáty:   BibTeX LaTeX RIS
Základní údaje
Originální název CryoEM ensemble reveals the mechanism of 1 ribosomal frame shifting
Název česky Soubor kryoEM struktur odhaluje mechanismus posunu 1 ribozomálního cteciho rámce
Autoři DEMO, Gabriel (703 Slovensko, garant, domácí), Howard GAMPER (840 Spojené státy), Anna LOVELAND (840 Spojené státy), Isao MASUDA (840 Spojené státy), Christine CARBONE (840 Spojené státy), Egor SVIDRITSKYI (840 Spojené státy), Ya MIng HOU (840 Spojené státy) a Andrei KOROSTELEV (840 Spojené státy).
Vydání XVIII Discussions in Structural Molecular Biology, 2022.
Další údaje
Originální jazyk angličtina
Typ výsledku Konferenční abstrakt
Obor 10608 Biochemistry and molecular biology
Stát vydavatele Česká republika
Utajení není předmětem státního či obchodního tajemství
WWW URL
Kód RIV RIV/00216224:14740/22:00129250
Organizační jednotka Středoevropský technologický institut
Klíčová slova česky ribozom - kryoEM - struktura - cteci ramec
Klíčová slova anglicky ribosome - cryoEM - structure - frame shift
Štítky rivok
Změnil Změnil: Mgr. Gabriel Demo, Ph.D., učo 150765. Změněno: 14. 12. 2022 14:14.
Anotace
To accurately synthesize a protein, the ribosome maintains the mRNA reading frame by decoding and translocating one codon at a time. Change of the reading frame of mRNA during translation, termed frame shifting, provides a strategy to expand the coding repertoire of cells and viruses. The translating ribosome switches to an alternative reading frame, either in the forward or reverse direction, i.e., skipping or rereading one or more mRNA nucleotides, respectively. For example, 1 frame shifting (1FS) controls the expression of the essential release factor 2 in bacteria and leads to pathological expression of huntingtin in eukaryotes. How and where in the elongation cycle 1FS occurs remains poorly understood. Here we address this challenge by using cryoEM to visualize 1FS on 1FS prone mRNA sequences. We present cryoEM structures of 70S complexes, allowing visualization of elongation and translocation by the GTPase elongation factor G (EFG). Four structures with a 1FS prone mRNA reveal that frame shifting takes place during translocation of tRNA and mRNA. The 1FS prone pretranslocation complex maintains the 0 frame anticodon codon pairing resembling that in canonical elongation complexes. In the midtranslocation complex with EFG, the tRNA shifts to the 1 frame near the P site, with bulged nucleotide between the E and P site codons stabilized by G926 on the 16S rRNA. The ribosome remains frame shifted in the nearly posttranslocation state. Our findings reveal that the ribosome is predisposed for 1FS before translocation, and that frame shifting is accomplished at an intermediate stage of EFG catalysed translocation.
Anotace česky
Aby ribozom přesně syntetizoval protein, udržuje čtecí rámec mRNA dekódováním a translokací jednoho kodonu po druhém. Změna čtecího rámce mRNA během translace, nazývaná posun rámce, poskytuje strategii pro rozšíření kódovacího repertoáru buněk a virů. Translační ribozom se přepne do alternativního čtecího rámce, buď v předném nebo reverzním směru, tj. přeskočení nebo opětovné načtení jednoho nebo více nukleotidů mRNA, v daném pořadí. Například posun 1 rámce (1FS) řídí expresi esenciálního faktoru uvolňování 2 v bakteriích a vede k patologické expresi huntingtov choroby u eukaryot. Jak a kde v elongačním cyklu nastává 1FS, zůstává špatně pochopeno. Zde řešíme tuto výzvu pomocí cryoEM k vizualizaci 1FS na 1FS náchylných mRNA sekvencích. Prezentujeme kryoEM struktury komplexů 70S, umožňující vizualizaci elongace a translokace pomocí GTPázového elongačního faktoru G (EFG). Čtyři struktury s 1FS mRNA ukazují, že k posunu rámce dochází během translokace tRNA a mRNA. Pretranslokační komplex náchylný k 1FS udržuje párování antikodon kodon s nulovým rámcem, které se podobá tomu v kanonických elongačních komplexech. Ve středním translokačním komplexu s EFG se tRNA posouvá do 1 rámce blízko místa P, s vybouleným nukleotidem mezi kodony E a P místa stabilizovanými G926 na 16S rRNA. Ribozom zůstává ve stavu po translokaci posunutý. Naše zjištění odhalují, že ribozom je před translokací předurčen pro 1 FS a že posun rámce je proveden v mezistupni translokace katalyzované EFG.
Návaznosti
GJ20-16013Y, projekt VaVNázev: Simultánní transkripce a translace genu
Investor: Grantová agentura ČR, Simultaneous gene transcription and translation
VytisknoutZobrazeno: 27. 7. 2024 14:04