hrvatski

SUSTAV ZA AMINOACILACIJU tRNA: OBLIKOVANJE STRUKTURA MAKROMOLEKULA I SPECIFIČNOSTI NJIHOVIH INTERAKCIJA

Preciznost biosinteze proteina temelji se na specifičnosti makromolekulskih interakcija u dva ključna procesa: aminoacilaciji molekula tRNA njihovim pripadnim aminokiselinama i prepoznavanju između kodona mRNA i antikodona tRNA. Greška u bilo kojem od ova dva procesa dovodi do ugradnje krive aminokiseline u polipeptidni lanac. Aminoacilacija, tj. stvaranje esterske veze između 3'-kraja molekule tRNA i karboksilne grupe aminokiseline, kataliziraju enzimi aminoacil-tRNA-sintetaze. Zbog postojanja više kodona za serin, ova se aminokiselina ugrađuje u proteine pomoću višečlane porodice tRNA-izoakceptora, koje vrlo specifično prepoznaje jedna seril-tRNA-sintetaza. U eukariotskim organizmima, gdje se biosinteza proteina odvija u dva ili tri stanična odjeljka (citosolu i mitohondriju, a kod biljaka i kloroplastu), postoji odgovarajući broj, uglavnom nezavisnih, aminoacilacijskih sustava. Struktura, funkcija i evolucija seril-tRNA-sintetaza (SerRS), te mehanizam seriliranja u eukariotskim stanicama, dugogodišnji je predmet istraživanja našeg laboratorija. Primjenom genetičkog i proteinskog inženjerstva, priređena je zbirka seril-tRNA-sintetaza ciljano promijenjene strukture. Molekule serin-specifičnh tRNA dobivene su transkripcijom sintetičkih gena in vitro. Studij interakcije strukturno promijenjenih proteina i nukleinskih kiselina pokazao je da su seril-tRNA-sintetaze građene od nekoliko funkcionalnih domena koje surađuju u prepoznavanju supstrata1. Vezanje tRNASer na N-terminalnu domenu enzima inducira konformacijsku promjenu u prostorno udaljenom aktivnom mjestu, te povećava afinitet SerRS za serin. tRNA-ovisnim prepoznavanjem aminokiseline enzim povećava selektivnost prema supstratima, što smanjuje greške u biosintezi proteina. Mogućnost manipulacije makromolekulskim strukturama i specifičnošću aminoacilacijskog sustava preduvjet je za biosintezu proteina koji sadrže neprirodne aminokiseline. 1. B. Lenhard et al., J. Biol. Chem.272 (1997)

aminoacil-tRNA-sintetaze; tRNA; biosinteza proteina

nije evidentirano