Registration Number
0525U000408, Doctoral dissertation
Status
Доктор біологічних наук
Date
30-09-2025
popup.evolution
.
Title
Structural and functional organization of the macromolecular complexes and their components of the mammalian translation elongation apparatus.
Author
Viacheslav F. Shalak, к.б.н.
popup.opponent Andrei V. Sivolob
popup.opponent Tamara M. Kuchmerovska
popup.opponent Maria Y. Obolenska
popup.rada
Institute of Molecular Biology and Genetics of NAS of Ukraine
Description
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.03 — молекулярна біологія. – Інститут молекулярної біології і генетики НАН України. Київ, 2025.
У дисертаційній роботі представлено широкомасштабні дослідження просторової структури і особливостей функціонування компонентів двох основних макромолекулярних комплексів, що працюють на дорибосомному етапі трансляції ссавців.
Отримані експериментальні результати виявили низку нових аспектів структурно-функціональної організації компонентів апарату трансляції ссавців зокрема відмінності просторової організації високо гомологічних білків-паралогів eEF1А1 та eEF1А2, неканонічних взаємодій фактора елонгації eEF1А1, четвертинної організації комплексу eEF1B, подвійної функціональної ролі білка р43 макромолекулярного комплексу аміноацил-тРНК синтетаз. Встановлено, що фактор елонгації трансляції eEF1A1 в ГДФ-зв’язаній формі має видовжену конформацію в розчині з радіусом гірації 5.2±0.2 нм, що більш ніж в 2 рази перевищує обрахований радіусу гірації кристалографічної структури його білка-паралога eEF1A2 в комплексі з ГДФ. Розшифровано кристалічну структуру фактора елонгації трансляції eEF1A2, який складається з трьох доменів і має близьку до сферичної просторову конформацію. Встановлено, що іони Mg2+ не впливають на реакцію обміну гуанінового нуклеотиду на молекулі eEF1A2. Показано, що eEF1A1 у ГДФ-зв’язаній формі може утворювати неканонічний потрійний комплекс з деацильваною тРНК і четвертинний комплекс з фенілаланіл-тРНК синтетазою, а також збільшує початкову швидкість реакції, яку каталізує метіоніл-тРНК синтетаза. Виявлено взаємодію трансляційно-контрольованого білка пухлин (ТСТР) з факторами елонгації трансляції eEF1A1 і субодиницею eEF1Bβ. Зв’язування TCTP з eEF1A1 призводить до зниження швидкості реакції як спонтанного, так і eEF1Bβ-опосередкованого обміну гуанінового нуклеотиду на молекулі eEF1A1. Вперше детально досліджено структурну організацію факторів елонгації eEF1Bα, eEF1Bβ і eEF1Bγ, які утворюють макромолекулярний комплекс eEF1B. Визначено сайти взаємодії між субодиницями eEF1Bα і eEF1Bγ, eEF1Bβ і eEF1Bγ, і встановлено, що мотив «лейциновий застібка» eEF1Bβ відповідає за тримеризацію цього білка, а також всього комплексу eEF1B, який має структурну організацію типу (αβγ)3. Показано, що eEF1B(αβγ)3 здатен зв’язувати до шести молекул eEF1A2, відповідно до кількості GEF-доменів в ньому. Таке унікальне структурне об’єднання факторів обміну гуанінового нуклеотиду в одному комплексі може забезпечувати ефективне відновлення активної ГТФ-зв’язаної конформації eEF1A в процесі елонгації трансляції у вищих еукаріот. Вперше розкрито механізм стимуляції активності eEF1Bα субодиницею eEF1Bγ при утворенні комплексу між ними. Конформація N-кінцевого домену eEF1Bα частково перешкоджає взаємодії eEF1A з GEF-доменом, що знижує швидкість обміну гуанінового нуклеотиду. Зв’язування N-кінцевих доменів eEF1Bα і eEF1Bγ усуває цей інгібіторний ефект. Встановлено, що N-кінцевий домен білка р43 макромолекулярного комплексу аміноацил-тРНК синтетаз взаємодіє з аргініл-тРНК синтетазою. Показано, що р43 не впливає на каталітичні параметри аргініл-тРНК синтетази і не збільшує її спорідненість до відповідної тРНК. Отже, білок р43 не є кофактором для цього ферменту. Доведено, що інкубація макромолекулярного комплексу аміноацил-тРНК синтетаз з каспазою 7 in vitro призводить до розщеплення його р43 компоненту на два фрагменти. Його С-кінцевий фрагмент, який вивільняється з комплексу, є ідентичним EMAPII і здатен викликати хемотаксис моноцитів. Розщеплення p43 призводить до втрати його тРНК-зв’язувальної властивості. Виявлено, що індукція апоптозу в клітинах призводить до появи і вивільнення з клітин іншого протеолітичного фрагменту білка р43, названого р43(ARF), який на 40 амінокислот довший ніж EMAPII. Показано, що обидва р43(ARF) і EMAPII не індукували експресію Е-селектину на ендотеліальних клітинах (HUVEC), тоді як повнорозмірний р43 таку індукцію викликав. Протеоліз білка р43 дозволяє уникнути активації ендотеліальних клітин і, як наслідок, можливого розвитку запальної реакції в організмі. Вперше ідентифіковано новий трансляційний продукт гена, який кодує білок р43. Цей продукт має мітохондріальну локалізацію і є на 9 амінокислот довшим ніж цитоплазматична ізоформа р43. Кількість мітохондріальної ізоформи складає приблизно 2% від загальної кількості р43 в клітині.
Registration Date
2025-09-24
popup.nrat_date
2025-09-24 / 2026-07-01
