Biopolym. Cell. 2008; 24(1):21-27.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.00078C
Структура та функції біополімерів
Виділення і очищення індивідуальної тРНКLys із Thermus thermophilus та визначення її мінорних основ
1Крикливий І. А., 1Коваленко О. П., 1Гудзера О. Й., 1Яремчук Г. Д., 1Тукало М. А.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680

Abstract

Лізил-тРНК синтетаза разом з аспартил- і аспарагіл-тРНК синтетазами належить до ІІб підкласу і має низку характерних особливостей. Всі АРСази ІІб підкласу включають N-кінцеві антикодон-зв’язувальні домени (близько 140 амінокислотних залишків), функціонують як гомодимер α2 і для кожної АРСази антикодонові триплети гомологічних тРНК є головними, але недостатніми елементами упізнавання. При цьому для всіх тРНК, гомологічних АРСазам ІІб підкласу, центральною основою антикодону є уридин, і дискримінація цих антикодонів залежить лише від їхньої першої літери. Виникають закономірні запитання щодо структурних основ і механізмів дискримінації цих антикодонів структурно близькими зв’язувальними доменами АРСаз та можливої ролі мінорних основ тРНК у цих процесах. Наведено розроблені методичні підходи до отримання високоочищеної тРНКLys із T. thermophilus і визначення мінорних основ у її структурі.
Keywords: тРНКLys, хроматографія, екстремальний термофіл Thermus thermophilus, бензоїльована ДЕАЕ-целюлоза, модифіковані нуклеотиди
Повний текст: (PDF, українською) (PDF, англійською)

References

[1] Eriani G, Delarue M, Poch O, Gangloff J, Moras D. Partition of tRNA synthetases into two classes based on mutually exclusive sets of sequence motifs. Nature. 1990;347(6289):203-6.
[2] Cusack S, Berthet-Colominas C, Hartlein M, Nassar N, Leberman R. A second class of synthetase structure revealed by X-ray analysis of Escherichia coli seryl-tRNA synthetase at 2.5 A. Nature. 1990;347(6290):249-55.
[3] McClain WH, Foss K, Jenkins RA, Schneider J. Nucleotides that determine Escherichia coli tRNA(Arg) and tRNA(Lys) acceptor identities revealed by analyses of mutant opal and amber suppressor tRNAs. Proc Natl Acad Sci U S A. 1990;87(23):9260-4.
[4] Putz J, Puglisi JD, Florentz C, Giege R. Identity elements for specific aminoacylation of yeast tRNAAsp by cognate aspartyl-tRNA synthetase. Science. 1991;252(5013):1696-9.
[5] Tamura K, Himeno H, Asahara H, Hasegawa T, Shimizu M. In vitro study of E.coli tRNAArg and tRNALys identity elements. Nucleic Acids Res. 1992;20(9):2335-9.
[6] Li S, Pelka H, Schulman LH. The anticodon and discriminator base are important for aminoacylation of Escherichia coli tRNA(Asn). J Biol Chem. 1993;268(24):18335-9.
[7] Saks ME, Sampson JR, Abelson JN. The transfer RNA identity problem: a search for rules. Science. 1994;263(5144):191-7.
[8] Fukunaga J, Ohno S, Nishikawa K, Yokogawa T. A base pair at the bottom of the anticodon stem is reciprocally preferred for discrimination of cognate tRNAs by Escherichia coli lysyl- and glutaminyl-tRNA synthetases. Nucleic Acids Res. 2006;34(10):3181-8.
[9] Cusack S, Yaremchuk A, Tukalo M. The crystal structures of T.thermophilus lysyl-tRNA synthetase complexed with E.coli tRNA(Lys) and a T.thermophilus tRNA(Lys) transcript: Anticodon recognition and conformational changes upon binding of a lysyl-adenylate analogue. EMBO J. 1996;15(22):6321-34.
[10] Sylvers LA, Rogers KC, Shimizu M, Ohtsuka E, Soll D. A 2-thiouridine derivative in tRNAGlu is a positive determinant for aminoacylation by Escherichia coli glutamyl-tRNA synthetase. Biochemistry. 1993;32(15):3836-41.
[11] Ashraf SS, Sochacka E, Cain R, Guenther R, Malkiewicz A, Agris PF. Single atom modification (O-->S) of tRNA confers ribosome binding. RNA. 1999;5(2):188-94.
[12] Yarian C, Marszalek M, Sochacka E, Malkiewicz A, Guenther R, Miskiewicz A, Agris PF. Modified nucleoside dependent Watson-Crick and wobble codon binding by tRNALysUUU species. Biochemistry. 2000;39(44):13390-5.
[13] Yarian C, Townsend H, Czestkowski W, Sochacka E, Malkiewicz AJ, Guenther R, Miskiewicz A, Agris PF. Accurate translation of the genetic code depends on tRNA modified nucleosides. J Biol Chem. 2002;277(19):16391-5.
[14] Hagervall TG, Pomerantz SC, McCloskey JA. Reduced misreading of asparagine codons by Escherichia coli tRNALys with hypomodified derivatives of 5-methylaminomethyl-2-thiouridine in the wobble position. J Mol Biol. 1998;284(1):33-42.
[15] Brierley I, Meredith MR, Bloys AJ, Hagervall TG. Expression of a coronavirus ribosomal frameshift signal in Escherichia coli: influence of tRNA anticodon modification on frameshifting. J Mol Biol. 1997;270(3):360-73.
[16] Kruger MK, Pedersen S, Hagervall TG, Sorensen MA. The modification of the wobble base of tRNAGlu modulates the translation rate of glutamic acid codons in vivo. J Mol Biol. 1998;284(3):621-31.
[17] Isel C, Lanchy JM, Le Grice SF, Ehresmann C, Ehresmann B, Marquet R. Specific initiation and switch to elongation of human immunodeficiency virus type 1 reverse transcription require the post-transcriptional modifications of primer tRNA3Lys. EMBO J. 1996;15(4):917-24.
[18] Gudzera O. I., Krikliviy I. A., Yaremchuk A. D., Tukalo M. A. The isolation of histidine tRNA from Thermus thermophilus and the study of its primary structure and interaction sites with homologous aminoacyl-tRNA synthetase. Biopolym. Cell. 2006; 22(3):201-209
[19] Krikliviy I. A., Kovalenko O. P., Gudzera O. Y., Yaremchuk A. D., Tukalo M. A. Isolation and purification isoaccepting tRNA1Ser and tRNA2Ser from Thermus thermophilus. Biopolym. Cell. 2006; 22(6):425-432
[20] Gehrke CW, Kuo KC. Ribonucleoside analysis by reversed-phase high-performance liquid chromatography. J Chromatogr. 1989;471:3-36.
[21] Commans S, Lazard M, Delort F, Blanquet S, Plateau P. tRNA anticodon recognition and specification within subclass IIb aminoacyl-tRNA synthetases. J Mol Biol. 1998;278(4):801-13.