Biopolym. Cell. 2006; 22(3):201-209.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000731
Структура та функції біополімерів
Виділення гістидинової тРНК із Thermus thermophilus і вивчення її первинної структури і ділянок взаємодії з гомологічною аміноацил-тРНК синтетазою
1Гудзера О. Й., 1Крикливий І. А., 1Яремчук Г. Д., 1Тукало М. А.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680

Abstract

Структура гістидинових тРНК тPHКHis відріняється від структур тРНК інших амінокислотних специфічностей наявністю на 5'-кінці додаткового нуклеотиду (G-1)- Для вив­чення молекулярних механізмів взаємодії тРНК з гістидил-тРНК синтетазою розроблено метод очищення тPHКHis з Т. thermophilus і вивчено первинну структуру ізоакцепторної форми mPHKHis1 . індивідуальну тРНК Hisвиділяли із сумарної тРНКHis, використовуючи поєднання хроматографії низького тиску на бензоїлованій ДЕАЕ-целюлозі (БД-целюлоза) і ДЕАЕ Toyopearl 650 з рідинною хроматографією високого тиску на колонку DEAE 5PW і Ultrapore С8. Первинну структуру тPHКHis1 із Т. thermophilus визначено з використанням мето­ду швидкого гель-секвенування. Вивчена первинна структура відрізняється від тРНк18 із Escherichia coli за 23 положення­ми. Ділянки взаємодії тPHКHis1з Т. thermophilus із гістидил-тРНК синтетазою досліджували методом хімічної модифі­кації нітрозоетилсечовиною. Показано, що гістидил-тРНК синтетаза захищає від алкілування нітрозоетилсечовиною такі фосфати тРНК : 8 — між акцепторную і D-гілкою; 27, 28, 29 — 3 боку 5'-кінця антикодонової гілки; фосфат 34 — в антикодоні і фосфати 67, 68 — з боку 3'-кінця акцепторное гілки. Усі виявлені ділянки тРНк локалізуються на одному боці просторової структури тРНК — там, де й варіабельна гілка. D-гілка розташована з протилежного боку і не взаємодіє з ферментом
Keywords: тРНК, аміноацил-тРНК синтетаза, РНК- білкове впізнавання, хімічна модифікація
Повний текст: (PDF, російською) (PDF, англійською)

References

[1] Ibba M, Soll D. Aminoacyl-tRNA synthesis. Annu Rev Biochem. 2000;69:617-50.
[2] Cusack S, Yaremchuk A, Tukalo M. tRNA recognition by aminoacyl-tRNA synthetases. The many faces of RNA / Eds D. S. Eggleston, C. D. Prescott, N. D. Pearson.—London: Acad, press, 1998; 55-65.
[3] Steinberg S, Misch A, Sprinzl M. Compilation of tRNA sequences and sequences of tRNA genes. Nucleic Acids Res. 1993;21(13):3011-5.
[4] Himeno H, Hasegawa T, Ueda T, Watanabe K, Miura K, Shimizu M. Role of the extra G-C pair at the end of the acceptor stem of tRNA(His) in aminoacylation. Nucleic Acids Res. 1989;17(19):7855-63.
[5] Nameki N, Asahara H, Shimizu M, Okada N, Himeno H. Identity elements of Saccharomyces cerevisiae tRNA(His). Nucleic Acids Res. 1995;23(3):389-94.
[6] Arnez JG, Harris DC, Mitschler A, Rees B, Francklyn CS, Moras D. Crystal structure of histidyl-tRNA synthetase from Escherichia coli complexed with histidyl-adenylate. EMBO J. 1995;14(17):4143-55.
[7] Yaremchuk AD, Cusack S, Aberg A, Gudzera O, Kryklivyi I, Tukalo M. Crystallization of Thermus thermophilus histidyl-tRNA synthetase and its complex with tRNAHis. Proteins. 1995;22(4):426-8.
[8] Aberg A, Yaremchuk A, Tukalo M, Rasmussen B, Cusack S. Crystal structure analysis of the activation of histidine by Thermus thermophilus histidyl-tRNA synthetase. Biochemistry. 1997;36(11):3084-94.
[9] Yaremchuk A, Tukalo M, Gr?tli M, Cusack S. A succession of substrate induced conformational changes ensures the amino acid specificity of Thermus thermophilus prolyl-tRNA synthetase: comparison with histidyl-tRNA synthetase. J Mol Biol. 2001;309(4):989-1002.
[10] Brunngraber EF. A simplified procedure for the preparation of "soluble" RNA from rat liver. Biochem Biophys Res Commun. 1962;8:1-3.
[11] Bruce AG, Uhlenbeck OC. Reactions at the termini of tRNA with T4 RNA ligase. Nucleic Acids Res. 1978;5(10):3665-77.
[12] Silberklang M, Gillum AM, RajBhandary UL. The use of nuclease P1 in sequence analysis of end group labeled RNA. Nucleic Acids Res. 1977;4(12):4091-108.
[13] Rether B, Bonnet J, Ebel JP. Studies on tRNA nucleotidyltransferase from baker's yeast. 1. Purification of the enzyme. Protection against thermal inactivation and inhibition by several substrates. Eur J Biochem. 1974;50(1):281-8.
[14] Vlassov VV, Gieg? R, Ebel JP. Tertiary structure of tRNAs in solution monitored by phosphodiester modification with ethylnitrosourea. Eur J Biochem. 1981;119(1):51-9.
[15] Peattie DA. Direct chemical method for sequencing RNA. Proc Natl Acad Sci U S A. 1979;76(4):1760-4.
[16] Lockard RE, Alzner-Deweerd B, Heckman JE, MacGee J, Tabor MW, RajBhandary UL. Sequence analysis of 5'[32P] labeled mRNA and tRNA using polyacrylamide gel electrophoresis. Nucleic Acids Res. 1978;5(1):37-56.
[17] Donis-Keller H, Maxam AM, Gilbert W. Mapping adenines, guanines, and pyrimidines in RNA. Nucleic Acids Res. 1977;4(8):2527-38.
[18] Vlassov VV, Kern D, Gieg? R, Ebel JP. Protection of phosphodiester bonds in yeast tRNAVal by its cognate aminoacyl-tRNA synthetase against alkylation by ethylnitrosourea. FEBS Lett. 1981;123(2):277-81.
[19] Osterman LA. Chromatography of proteins and nucleic acids. M. Nauka, 1985: 536 p.
[20] Arnez JG, Moras D. Structural and functional considerations of the aminoacylation reaction. Trends Biochem Sci. 1997;22(6):211-6. .
[21] Bovee ML, Yan W, Sproat BS, Francklyn CS. tRNA discrimination at the binding step by a class II aminoacyl-tRNA synthetase. Biochemistry. 1999;38(41):13725-35.
[22] Rudinger J, Puglisi JD, P?tz J, Schatz D, Eckstein F, Florentz C, Gieg? R. Determinant nucleotides of yeast tRNA(Asp) interact directly with aspartyl-tRNA synthetase. Proc Natl Acad Sci U S A. 1992;89(13):5882-6.
[23] Hawko SA, Francklyn CS. Covariation of a specificity-determining structural motif in an aminoacyl-tRNA synthetase and a tRNA identity element. Biochemistry. 2001;40(7):1930-6.