http://93.174.130.82/news/shownews.aspx?id=2a5322e7-9d01-4659-8abc-da75a1dc759c&print=1
© 2025 Российская академия наук
Биосинтез белка рибосомой — важнейшая реакция в живой природе. Длина полипептидной цепи строго определена
стартовым и стоп-кодонами в мРНК. Терминация трансляции необходима для своевременного окончания
биосинтеза белка и высвобождения готового полипептеда из рибосомы. Этот процесс регулируется
специальными белками, так называемыми «релиз-факторами», которые распознают стоп-кодоны и опосредуют
гидролиз сложноэфирной связи в молекуле пептидил- тРНК, находящейся в каталитическом центре рибосомы. В
новом исследовании показана роль релиз-фактора и 2'-OH группы тРНК в катализе обрыва цепи через
образование «мостикового» циклического интермедиата. Работа опубликована в журнале Science.
Преобладающая в области точка зрения заключалась в том, что релиз-фактор активирует молекулу воды, которая
вступает в реакцию гидролиза сложноэфирной связи пептидил-тРНК. Получение стабильных производных
пептидил-тРНК, в которых сложноэфирная связь заменена на амидную, позволило изучить кристаллическую
структуру высокого разрешения комплексов рибосомы с мРНК, релиз-фактором и пептидил-тРНК в P-сайте,
соответствующую «предгидролизному» состоянию.

Слева схематично
показан процесс терминации: релиз-фактор узнает стоп-кодон и индуцирует гидролиз пептидил-тРНК.
Справа изображён участок структуры комплекса в пре-терминационном состоянии. Релиз-фактор (RF1)
формирует водородную связь (пунктир) с карбонилом пептидил-тРНК и индуцирует изменение конформации
рибозы. 2'-OH группа 3'-концевого нуклеотида тРНК позиционирована для нуклеофильной атаки по
карбонилу C-концевой аминокислоты пептида
Никакой молекулы воды, активируемой релиз-фактором, обнаружено не было. Вместо этого оказалось,
что формируется водородная связь между амидным азотом основной цепи консервативного мотива релиз-фактора и
карбонилом пептидил-тРНК. Это приводит к:
- изменению конформации рибозы с C2'-эндо на C3'-эндо, позиционируя 2'-OH группу для нуклеофильной
атаки по карбонильному углероду C-концевой аминокислоты;
- стабилизации образующегося «мостикового» циклического интермедиата.
По всей видимости, полипептидная цепь «перебрасывается» на 2'-положение, и только затем происходит
гидролиз.
Таким образом, новые структурные данные подсказали механизм терминации трансляции, в корне отличающийся
от предполагавшегося ранее. Роль релиз- фактора состоит не в прямой активации молекулы воды, а в индукции
особой конформации 3'-концевого нуклеотида тРНК, которая способствует активности собственного 2'-гидроксила,
опосредующего гидролиз. Такая конформация не реализуется в ходе элонгации трансляции, исключая возможность
преждевременной терминации.
Работа выполнена под руководством профессора Юрия Поликанова
(Университет штата Иллинойс в Чикаго) и профессора М.Г. Ганьона
(Университет штата Техас в Галвестоне). Авторы посвятили свою работу памяти своих наставников: лауреату
Нобелевской премии за исследование структуры и функции рибосомы профессору Томасу
Стейцу, и академику Александру Спирину, лидеру в
изучении биосинтеза белка в России. В исследовании принял участие сотрудник Института биоорганической
химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН Андрей
Василевский.
Источник: ИБХ
РАН.