Войти
| Белок-синтезирующая GTPase | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер EC | 3.6.5.3 | ||||||||
| Альт. имена | Фактор удлинения G, EF-G | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | IntEnz view | ||||||||
| BRENDA | BRENDA entry | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme view | ||||||||
| KEGG | запись KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| PRIAM | профиль | ||||||||
| PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
| Фактор удлинения трансляции EFG / EF2 | |
|---|---|
| Идентификаторы | |
| Символ | Transl_elong_EFG / EF2 |
| InterPro | IPR004540 |
| SCOPe | 1n0u / SUPFAM |
| EFG / EF2, домен IV | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | EFG_IV | ||||||||
| Pfam | PF03764 | ||||||||
| Pfam клан | CL0329 | ||||||||
| SMART | SM00889 | ||||||||
| CDD | cd01434 | ||||||||
| |||||||||
EF-G (фактор элонгации G, исторически известный как транслоказа ) является прокариотическим фактор элонгации, участвующий в трансляции белка. Как GTPase, EF-G катализирует движение (транслокацию) транспортной РНК (тРНК) и матричной РНК (мРНК) через рибосому.
Кодируется геном fusA в опероне str EF-G состоит из 704 аминокислот, которые образуют 5 доменов, обозначенных от домена I до домена V. Домен I может называться G-доменом или доменом I (G), поскольку он связывается и гидролизует гуанозинтрифосфат (GTP). Домен I также помогает EF-G связываться с рибосомой и содержит N-конец цепи полипептида. Домен IV важен для транслокации, поскольку он претерпевает значительные конформационные изменения и входит в сайт A на 30S рибосомной субъединице, выталкивая молекулы мРНК и тРНК с сайта A на сайт P.
Пять доменов также могут быть разделены на два супердомена. Супердомен I состоит из доменов I и II, а супердомен II состоит из доменов III - IV. Во время транслокации супердомен I остается относительно неизменным, так как он отвечает за прочное связывание с рибосомой. Однако супердомен II будет претерпевать большое вращательное движение из пре-транслокационного (PRE) состояния в пост-транслокационное (POST) состояние. Супердомен I аналогичен соответствующим разделам EF-Tu. Супердомен II в состоянии POST имитирует молекулу тРНК EF-Tu • GTP • aa-тРНК тройной комплекс.
Кристаллическая структура EF-G в состоянии POST с доменами I - с надписью V. Идентификатор PDB: 4V5F L7 / L12 - это только многокопийный белок на большой рибосомной субъединице бактериальная рибосома, которая связывается с определенными GTPases, такими как фактор инициации 2, фактор элонгации Tu, фактор высвобождения 3 и EF-G. В частности, C-конец L7 / L12 будет связываться с EF-G и необходим для гидролиза GTP.
Центр, связанный с GTPase (GAC), является область на большой рибосомной субъединице, которая состоит из двух меньших участков 23S рибосомной РНК, называемых ножкой L11 и петлей сарцин-рицина (SRL). Как высококонсервативная петля рРНК в эволюции, SRL имеет решающее значение для помощи GTPases связываться с рибосомой, но не важен для гидролиза GTP. Имеются некоторые доказательства, подтверждающие, что фосфатный кислород в остатке A2662 SRL может помочь гидролизу GTP.
Анимация 70S рибосомы с тРНК сайта P (оранжевый), тРНК сайта E (зеленый), мРНК (желтый), и коэффициент удлинения G (красный) в состоянии POST. PDB ID: 4W29 EF-G катализирует транслокацию тРНК и мРНК вниз по рибосоме в конце каждого раунда элонгации полипептида. В этом процессе центр пептидилтрансферазы (PTC) катализирует образование пептидной связи между аминокислотами, перемещая полипептидную цепь с тРНК P-сайта на тРНК A-сайта. Рибосомные субъединицы 50S и 30S теперь могут вращаться относительно друг друга примерно на 7 °. Вращение субъединицы связано с перемещением 3'-концов обеих молекул тРНК на большой субъединице от сайтов A и P к сайтам P и E, соответственно, в то время как петли антикодона остаются несмещенными. Этот повернутый промежуточный рибосомный продукт, в котором первая тРНК занимает гибридное положение A / P, а вторая тРНК занимает гибридное положение P / E, является субстратом для EF-G-GTP.
Как GTPase, EF-G связывается с повернутой рибосомой рядом с сайтом A в своем GTP-связанном состоянии и гидролизует GTP, высвобождая GDP и неорганический фосфат:
Гидролиз GTP допускает большие конформационные изменения в EF-G, заставляя тРНК A / P полностью занимать сайт P, тРНК P / E, чтобы полностью занять сайт E (и выйти из рибосомного комплекса), и мРНК, чтобы сдвинуть три нуклеотида вниз относительно рибосомы.Связанная с GDP молекула EF-G затем диссоциирует из комплекса, оставляя еще один свободный участок A, где цикл удлинения может начаться снова.
Кристалл структура рибосомы с двумя тРНК (оранжевый и зеленый) и EF-G (в голубом) после транслокации. PDB ID: 4W29. Элонгация белка продолжается до тех пор, пока на мРНК не появится стоп-кодон. Фактор высвобождения класса I (RF1 или RF2) связывается со стоп-кодоном, который вызывает гидролиз связи тРНК-пептид в P-сайте, позволяя вновь образованному белку покинуть рибосому. Возникающий пептид продолжает сворачиваться и покидает рибосому 70S, мРНК, деацилированную тРНК (сайт P) и фактор высвобождения класса I (сайт A).
GTP-зависимым образом последующая рециклинг катализируется фактором высвобождения класса II под названием RF3 / prfC, фактором рециклинга рибосом (RRF), фактором инициации 3 (IF3) и EF-G. Белок RF3 высвобождает фактор высвобождения класса I, так что он может занимать сайт А на рибосоме. EF-G гидролизует GTP и претерпевает большие конформационные изменения, выталкивая RF3 вниз по рибосоме, что происходит вместе с диссоциацией тРНК и способствует вращению субъединицы рибосомы. Это движение активно расщепляет мост B2a / B2b, который соединяет 30S и 50S субъединицы, так что рибосома может расщепляться. Затем IF3 изолирует субъединицу 30S, чтобы предотвратить повторную ассоциацию больших и малых субъединиц.
EF-G в патогенных бактериях может подавляться антибиотики, которые не позволяют EF-G связываться с рибосомой, осуществлять транслокацию или диссоциацию с рибосомой.
Например, антибиотик тиострептон препятствует стабильному связыванию EF-G к рибосоме, тогда как антибиотики дитиромицин и GE82832 подавляют активность EF-G, предотвращая транслокацию тРНК сайта A. Однако дитиромицин и GE82832 не влияют на связывание EF-G с рибосомой.
Известно, что антибиотик фузидиевая кислота ингибирует Staphylococcus aureus и другие бактерии путем связывания с EF-G после одного события транслокации на рибосоме, предотвращая диссоциацию EF-G. Однако некоторые бактериальные штаммы выработали устойчивость к фузидовой кислоте из-за точечных мутаций в гене fusA, который предотвращает связывание фузидовой кислоты с EF-G.
EF-G имеет сложную эволюционную историю с многочисленными паралогическими версиями фактора, присутствующими в бактериях, что предполагает субфункционализацию различных вариантов EF-G.
Факторы удлинения существуют во всех трех доменах жизни с аналогичной функцией на рибосоме. эукариотическими и археальными гомологами EF-G являются eEF2 и aEF2 соответственно. У бактерий (и некоторых архей) ген fusA, кодирующий EF-G, обнаружен в консервативном гене str с последовательностью 5 '- rpsL - rpsG - fusA - tufA - 3'. Однако две другие основные формы EF-G существуют у некоторых видов Spirochetes, Planctomycetes и δ-Proteobacteria, которые образуют группу spd бактерий, которые имеют факторы элонгации spdEFG1 и spdEFG2.
Из spdEFG1 и spdEFG2 произошли факторы удлинения митохондрий mtEFG1 (GFM1 ) и mtEFG2 (GFM2 ), соответственно. Две роли EF-G в удлинении и прекращении трансляции белка разделены между факторами элонгации митохондрий, при этом mtEFG1 отвечает за транслокацию, а mtEFG2 отвечает за терминацию и рециклинг рибосом с митохондриями RRF.
