Реєстраційний номер
0225U001635,
(0119U103634)
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Молекулярні механізми контролю якості трансляції за участю непротеїнових амінокислот
Назва етапу роботи
Вивчення можливої токсичності D-аланіну на різних клітинних лініях людини. Вивчення методом сайт-спрямованого мутагенезу елементів АлаРС і тРНКАла T. thermophilus, які є найбільш важливими для аміноацилування та корекції помилок.
Керівник роботи
Тукало Михайло Арсентійович, Доктор біологічних наук
Дата реєстрації
04-02-2025
Організація виконавець
Інститут молекулярної біології і генетики Національної академії наук України
Опис роботи
Метою даного проекту є вивчення структурних і конформаційних детермінант транспортних РНК, лейцил-тРНК ситетази людини та аланіл-тРНК синтетаз із різних джерел, які виключають участь в біосинтезі білка таких непротеїнових амінокислот як норлейцин, норвалін, гомоцистеїн та D-аланін. Механізми стереоспецифічності трансляції генетичної інформації ще зовсім не з'ясовані. Тому буде вивчатись здатність до редагування D-амінокислот АлаРС і ПроРС із різних джерел (E.coli, Enterococcus faecalis та людини) і окремого транс-редагувального фактора - АлаХ. Для виконання роботи буде застосовано комплексний підхід із використанням біохімічних, генно-інженерних, біофізичних та методи молекулярної динаміки і квантово-хімічних розрахунків. Планується дослідження впливу включення норваліну, норлейцину і гомоцистеїну в білки на ріст нормальних та ракових клітин. Результати роботи мможуть бути використані для пошуку нових антибіотиків проти патогенів людини і ліків проти онкологічних захворювань, а також створять підґрунтя для створення нових ортологічних пар тРНК-АРСаза для синтетичної біології.
Опис етапу
Висока точність трансляції генетичного коду є критичною для клітини, а аміноацил-тРНК синтетази (АРСази) забезпечують специфічне приєднання амінокислот до тРНК. Аміноацилювання тРНК – ключовий етап контролю якості, а його порушення може мати катастрофічні наслідки. Помилки часто стосуються заміни канонічних амінокислот, але вплив непротеїногенних амінокислот (D-амінокислот, метаболічних продуктів) вивчений недостатньо.
Норвалін і норлейцин накопичуються в бактеріях за нестачі кисню, і понад половина АРСаз може їх помилково активувати. Ферменти розвинули редагувальні механізми, що виправляють такі помилки. Нещодавно показано, що в E. coli ЛейРС редагує норвалін, що критично для виживання бактерій. В еукаріотах цей механізм малодосліджений.
Лейцин регулює ріст через mTORC1. Відомо, що ЛейРС людини є ключовим медіатором цього шляху. Деякі непротеїногенні амінокислоти, зокрема норлейцин, також активують mTORC1. Норвалін, що використовується як дієтична добавка, може пригнічувати не лише аргіназу, а й S6K1, впливаючи на сигнальні шляхи. Дисбаланс mTORC1 пов’язаний із раком, діабетом та нейродегенеративними хворобами.
Дослідження показали, що ЛейРС людини не має достатньої дискримінації між L- і D-ізомерами, потребуючи редагування. Встановлено субстрат-асистований механізм пост-трансферного корегування, що задіює залишок аспарагінової кислоти 399. Підвищена експресія генів LARS, SARS і HARS у світлоклітинній карциномі нирок може слугувати біомаркерами ранньої діагностики.
Вивчення токсичності норваліну, норлейцину та гомоцистеїну на клітинних лініях людини виявило, що саме норвалін найсильніше пригнічує ріст клітин, що підкреслює важливість контролю якості трансляції непротеїногенних амінокислот.
Опис продукції
Автори роботи
Ільченко Микола Миколайович
Геращенко Ганна Володимирівна
Раєвський Олексій Володимирович
Яремчук Ганна Дмитрівна
Чернушин Сергій Юрійович
Коваленко Оксана Петрівна
Шаблій Володимир Анатолійович
Гудзера Ольга Йосипівна
Крикливий Іван Андрійович
Рибак Марія Юріївна
Скиданович Олександра Ігорівна
Грищенко Наталія Володимирівна
Пікус Поліна Олексіївна
Додано/оновлено в НРАТ
2025-02-04
