hrvatski

Utjecaj kanonske i nekanonske mistranslacije na proteostazu stanice

Točnost sinteze proteina određena je procesima koji prethode njihovom nastanku: replikacijom DNA, transkripcijom i translacijom. Greška u bilo kojem od njih dovodi do mistranslacije: uvođenja pogrešne aminokiseline u proteine. Važan faktor u ispravnoj sintezi proteina su aminoacil-tRNA- sintetaze – enzimi koji sparuju aminokiselinu s pripadnom tRNA. Nastala aminoacil-tRNA prenosi se do ribosoma gdje sudjeluje u translaciji. Kako bi osigurale dovoljno visoku točnost translacije, aminoacil-tRNA-sintetaze moraju prepoznati točno određenu aminokiselinu u mnoštvu sličnih supstrata. Neke od njih zato imaju posebnu domenu za popravak pogreške u kojoj hidroliziraju krivo nastale aminoacil-tRNA. Izoleucil-tRNA-sintetaza (IleRS) iz bakterije Escherichia coli ima dva jednako dobra nepripadna supstrata koji strukturno sliče izoleucinu: valin i norvalin. Valin je proteinogena (kanonska) aminokiselina koja je uvijek prisutna u stanici, dok je norvalin neproteinogena (nekanonska) aminokiselina koja se nakuplja u uvjetima nedostatka kisika. Inaktivacija hidrolitičke aktivnosti u domeni za popravak IleRS dovodi do češćeg ugrađivanja norvalina i valina umjesto izoleucina u proteom bakterije (mistranslacija). Supstitucija norvalinom je toksičnija. Kako bi se istražio stanični odgovor uslijed supstitucije izoleucina u proteinima valinom odnosno norvalinom, praćen je utjecaj na vijabilnost i promjene u proteomu bakterije E. coli. Metodama kvantitativne proteomike istraživan je proteomski odgovor, nastanak agregata i vezanje staničnih proteina na DnaK (glavni šaperon u bakteriji E. coli). Razina mistranslacije od 20 % toksičnija je za stanicu od toplinskog stresa. Primijećeno je da tijekom mistranslacije dolazi do povećanja količine šaperona, međutim nije primijećen značajan utjecaj na broj i vrstu DnaK interaktora. Egzogeni dodatak norvalina u medij smanjuje unos izoleucina, valina i leucina u bakteriju. U uvjetima kada je prosječna razina mistranslacije u proteomu niska, u soju koji nema disagregazu ClpB selektivno dolazi do agregacije proteina s većim postotkom mistranslacije. Primarni efekt mistranslacije tako je agregacija nefunkcionalnih proteina, a ne pojačana interakcija s DnaK.

mistranslacija ; izoleucil-tRNA-sintetaza ; DnaK ; agregati ; proteom

nije evidentirano