Strona P - P-site
Miejsca P (na peptydylo) jest drugim miejsce wiązania dla tRNA do rybosomów . Pozostałe dwa miejsca to miejsce A (aminoacyl), które jest pierwszym miejscem wiązania w rybosomie, oraz miejsce E (wyjście), trzecie. Podczas translacji białka miejsce P zawiera tRNA, które jest połączone z rosnącym łańcuchem polipeptydowym. Po osiągnięciu kodonu stop , wiązanie peptydylo-tRNA tRNA zlokalizowane w miejscu P zostaje rozcięte, uwalniając nowo zsyntetyzowane białko. Podczas etapu translokacji fazy elongacji mRNA jest przesuwany o jeden kodon, sprzężony z ruchem tRNA z rybosomalnych miejsc A do P i P do E, katalizowanym przez czynnik elongacji EF-G.
Przegląd
Rybosomalne miejsce P odgrywa istotną rolę we wszystkich fazach translacji. Inicjacja obejmuje rozpoznanie kodonu start (AUG) przez inicjatorowe tRNA w miejscu P, elongacja obejmuje przejście wielu elongatorów tRNA przez miejsce P, terminacja obejmuje hydrolizę dojrzałego polipeptydu z tRNA związanego z miejscem P i recykling rybosomów obejmuje uwolnienie deacylowanego tRNA. Wiązanie tRNA z miejscem P w obecności mRNA ustanawia interakcję kodon-antykodon i ta interakcja jest ważna dla kontaktów małych podjednostek rybosomów (30S) z tRNA.
Klasyczny model dwustawna proponuje, rybosom zawiera dwa miejsca wiązania tRNA, P-site i A-site . Miejsce A wiąże się z nadchodzącym aminoacylo-tRNA, który ma antykodon dla odpowiedniego kodonu w mRNA prezentowanym w miejscu A. Po utworzeniu peptydu między C-końcową grupą karbonylową rosnącego łańcucha polipeptydowego (dołączoną do tRNA związanego z miejscem P) a grupą aminową aminoacylo-tRNA (związanego z miejscem A), łańcuch polipeptydowy jest następnie dołączany do tRNA na stronie A. Deacylowane tRNA pozostaje w miejscu P i jest uwalniane po przeniesieniu peptydylo-tRNA do miejsca P.
Eksperymenty z modyfikacją chemiczną dostarczyły dowodów na model hybrydowy, w którym tRNA mogą próbować hybrydowego stanu wiązania podczas fazy elongacji (etap przed translokacją). W tych hybrydowych stanach wiązania końce akceptorowe i antykodonowe tRNA znajdują się w różnych miejscach (A, P i E). Przy użyciu chemicznych metod sondowania zbadano zestaw konserwowanych filogenetycznie zasad w rybosomalnym RNA, w których wiąże się tRNA, i sugeruje się, że są one bezpośrednio zaangażowane w wiązanie tRNA z rybosomem prokariotycznym. Korelacja takich specyficznych dla miejsca chronionych zasad w rRNA i zajętość miejsc A, P i E pozwoliła testom diagnostycznym tych zasad na zbadanie lokalizacji tRNA w dowolnym stanie cyklu translacyjnego. Autorzy zaproponowali model hybrydowy, w którym wyższe powinowactwo dezaktywowanego tRNA i peptydowego tRNA do miejsc E i P podjednostki 50S, termodynamicznie faworyzuje przejścia P/P do P/E i A/A do A/P, co dodatkowo wykazano poprzez eksperymenty krio-EM . Ponadto, pojedyncze badania FRET wykryły fluktuacje w pozycjach tRNA, prowadząc do wniosku, że stany klasyczne (A/AP/P) i hybrydowe (A/PP/E) tRNA są z pewnością w dynamicznej równowadze.
Przed utworzeniem wiązania peptydowego, aminoacylo-tRNA jest wiązany w miejscu A, peptydylo-tRNA jest wiązany w miejscu P, a deacylowany tRNA (gotowy do wyjścia z rybosomu) jest wiązany z miejscem E. Translacja przenosi tRNA z miejsca A przez miejsca P i E, z wyjątkiem inicjatora tRNA, który wiąże się bezpośrednio z miejscem P. Ostatnie eksperymenty wykazały, że translacja białka może również rozpocząć się z miejsca A. Za pomocą testu odcisków palców wykazano, że synteza białka rozpoczyna się od miejsca A rybosomu (eukariotycznego) w wirusie paraliżu świerszczy (CrPV). IGR-IRES (regiony wewnątrzgenowe-wewnętrzne miejsca wejścia rybosomów) mogą składać rybosomy 80S z podjednostek rybosomalnych 40S i 60S przy braku hydrolizy eIF2, Met-tRNAi lub GTP i bez kodującego tripletu w miejscu P rybosomu. Autorzy wykazali również, że IGR-IRES może kierować translacją białka, którego N-końcową resztą nie jest metionina.
Struktura
Całkowitą trójwymiarową strukturę rybosomu T. thermophilus 70S określono za pomocą krystalografii rentgenowskiej , zawierającej mRNA i tRNA związane z miejscami P i E przy rozdzielczości 5,5 Å oraz do miejsca A przy rozdzielczości 7 Å. Autorzy odkryli, że wszystkie trzy miejsca wiążące tRNA (A, P i E) rybosomu stykają się ze wszystkimi trzema odpowiednimi tRNA w powszechnie zachowanych częściach ich struktur. Pozwala to rybosomowi na wiązanie różnych gatunków tRNA w dokładnie ten sam sposób. Etap translokacji syntezy białek wymaga ruchów o 20 Å lub więcej przez tRNA, gdy przemieszczają się one z miejsc A do P do E
Antybiotyki ukierunkowane na tRNA
Oksazolidyny (np. linezolid) zapobiegają wiązaniu inicjatora tRNA w miejscu P. Wykazano, że oksazolidyny wpływają plejotropowo na wiązanie inicjatora-tRNA, syntezę wiązań peptydowych stymulowaną przez EF-P (czynnik wydłużania P) i translokację inicjatora-tRNA do miejsca P za pośrednictwem EF-G.
Antybiotyki z klas makrolidów , linkozamidów i streptogramin zapobiegają tworzeniu wiązań peptydowych i/lub translokacji tRNA z miejsca A do miejsca P na rybosomie, co ostatecznie prowadzi do zakłócenia etapu wydłużania, a tym samym hamowania translacji białka.