Biopolym. Cell. 2016; 32(1):9-20.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000907
Структура та функції біополімерів
Структурний мотив типу «лейцинова застібка» відповідає за асоціацію молекул фактора елонгації трансляції 1Bβ
1Бондарчук Т. В., 1Шалак В. Ф., 1Негруцький Б. С., 1Єльська Г. В.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680

Abstract

Фактор елонгації трансляції 1Bβ(eEF1Bβ) – це білок, наявний лише у багатоклітинних організмів. Він каталізує обмін гуанінових нуклеотидів на факторі елонгації трансляції 1A (eEF1A). Відомо, що eEF1Bβ утворює олігомери. Мета. Визначити структурний домен eEF1Bβ людини, який опосередковує його олігомеризацію. Для встановлення ймовірного впливу N-кінцевої ділянки eEF1Bβ на каталітичну активність цього білка, було перевірено здатність різних вкорочених форм eEF1Bβ каталізувати обмін гуанінових нуклеотидів на обох ізоформах eEF1A ссавців. Методи. Фрагменти кДНК, які кодують вкорочені форми, eEF1Bβ отримували шляхом ПЛР ампліфікації, потім клонували у відповідні вектори, які експресували в клітинах Escherichia coli. Рекомбінантні білки очищали і їхні молекулярні маси визначали аналітичною гель-фільтрацією. Активність вкорочених форм eEF1Bβ перевіряли в реакції обміну гуанінових нуклеотидів. Результати. Видалення N-кінцевого домену eEF1Bβ не вплинуло на його олігомерізацію, в той час як видалення мотиву типу «лейцинова застібка» значно зменшувало молекулярну масу вкороченої форми білка в порівнянні з повнорозмірною. Також, амінокислотний мотив eEF1Bβ типу «лейцинова застібка» злитий з глутатіон S-трансферазою спричиняв олігомерізацію цього химерного білка. Показано, що всі вкорочені з N-кінця форми eEF1Bβ проявляли каталітичну активність, подібну до повнорозмірного білка. Інгібіторний ефект на каталітичну активність спостерігався лише для вкороченої форми білка, в якої була відсутня частина центрального негативно зарядженого регіону. Висновки. Амінокислотний мотив типу «лейцинова застібка» сприяє олігомерізації рекомбінантного eEF1Bβ. Поступове вкорочення N-кінцевого домену не має значного впливу на каталітичну активність eEF1Bβ.
Keywords: фактор елонгації трансляції 1, обмін гуанінових нуклеотидів, структурні домени білків
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Andersen GR, Nissen P, Nyborg J. Elongation factors in protein biosynthesis. Trends Biochem Sci. 2003;28(8):434-41.
[2] Kahns S, Lund A, Kristensen P, Knudsen CR, Clark BF, Cavallius J, Merrick WC. The elongation factor 1 A-2 isoform from rabbit: cloning of the cDNA and characterization of the protein. Nucleic Acids Res. 1998;26(8):1884-90.
[3] Sasikumar AN, Perez WB, Kinzy TG. The many roles of the eukaryotic elongation factor 1 complex. Wiley Interdiscip Rev RNA. 2012;3(4):543-55.
[4] Timchenko AA, Novosylna OV, Prituzhalov EA, Kihara H, El’skaya AV, Negrutskii BS, Serdyuk IN. Different oligomeric properties and stability of highly homologous A1 and proto-oncogenic A2 variants of mammalian translation elongation factor eEF1. Biochemistry. 2013;52(32):5345–53.
[5] Prokaryotic and eukaryotic translation factors. Ad Hoc Nomenclature Subcommittee Report. Biochimie. 1996;78(11-12):1119-22.
[6] Janssen GM, van Damme HT, Kriek J, Amons R, Möller W. The subunit structure of elongation factor 1 from Artemia. Why two alpha-chains in this complex? J Biol Chem. 1994;269(50):31410-7.
[7] Bec G, Kerjan P, Waller JP. Reconstitution in vitro of the valyl-tRNA synthetase-elongation factor (EF) 1 beta gamma delta complex. Essential roles of the NH2-terminal extension of valyl-tRNA synthetase and of the EF-1 delta subunit in complex formation. J Biol Chem. 1994;269(3):2086-92.
[8] Sheu GT, Traugh JA. Recombinant subunits of mammalian elongation factor 1 expressed in Escherichia coli. Subunit interactions, elongation activity, and phosphorylation by protein kinase CKII. J Biol Chem. 1997;272(52):33290-7.
[9] Trosiuk TV, Shalak VF, Szczepanowski RH, Negrutskii BS, El’skaya AV. A non-catalytic N-terminal domain negatively influences the nucleotide exchange activity of translation elongation factor 1Bα. FEBS J. 2016;283(3):484–97.
[10] van Damme HT, Amons R, Karssies R, Timmers CJ, Janssen GM, Möller W. Elongation factor 1 beta of artemia: localization of functional sites and homology to elongation factor 1 delta. Biochim Biophys Acta. 1990;1050(1-3):241-7.
[11] Wu H, Wang C, Gong W, Wang J, Xuan J, Perrett S, Feng Y. The C-terminal region of human eukaryotic elongation factor 1Bδ. J Biomol NMR. 2016;64(2):181-7.
[12] Wu H, Gong W, Yao X, Wang J, Perrett S, Feng Y. Evolutionarily conserved binding of translationally controlled tumor protein to eukaryotic elongation factor 1B. J Biol Chem. 2015;290(14):8694-710.
[13] Mansilla F, Friis I, Jadidi M, Nielsen KM, Clark BF, Knudsen CR. Mapping the human translation elongation factor eEF1H complex using the yeast two-hybrid system. Biochem J. 2002;365(Pt 3):669-76.
[14] Morales J, Cormier P, Mulner-Lorillon O, Poulhe R, Bellé R. Molecular cloning of a new guanine nucleotide-exchange protein, EF1 delta. Nucleic Acids Res. 1992;20(15):4091.
[15] Sanders J, Raggiaschi R, Morales J, Möller W. The human leucine zipper-containing guanine-nucleotide exchange protein elongation factor-1 delta. Biochim Biophys Acta. 1993;1174(1):87-90.
[16] Thompson JD, Higgins DG, Gibson TJ. CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Res. 1994;22(22):4673-80.
[17] Cans C, Passer BJ, Shalak V, Nancy-Portebois V, Crible V, Amzallag N, Allanic D, Tufino R, Argentini M, Moras D, Fiucci G, Goud B, Mirande M, Amson R, Telerman A. Translationally controlled tumor protein acts as a guanine nucleotide dissociation inhibitor on the translation elongation factor eEF1A. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100(24):13892-7.
[18] Trosiuk TV, Liudkovska VV, Shalak VF, Negrutskii BS, El’skaya AV. Structural dissection of human translation elongation factor 1Bγ (eEF1Bγ): expression of full-length protein and its truncated forms. Biopolym Cell. 2014;30(2):96–106.
[19] Yaremchuk A, Shalak VF, Novosylna OV, Negrutskii BS, Crépin T, El’skaya AV, Tukalo M. Purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of mammalian translation elongation factor eEF1A2. Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 2012;68(Pt 3):295–7.
[20] Shalak VF, Budkevich TV, Negrutskił BS, El'skaia AV. A fast and effective method for purification of elongation factor 1 alpha from rabbit liver. Ukr Biokhim Zh (1978). 1997;69(2):104-9.
[21] Crepin T, Shalak VF, Yaremchuk AD, Vlasenko DO, McCarthy A, Negrutskii BS, Tukalo MA, El’skaya AV. Mammalian translation elongation factor eEF1A2: X-ray structure and new features of GDP. GTP exchange mechanism in higher eukaryotes. Nucleic Acids Res. 2014;42(20):12939–48.
[22] Pérez JM, Siegal G, Kriek J, Hård K, Dijk J, Canters GW, Möller W. The solution structure of the guanine nucleotide exchange domain of human elongation factor 1beta reveals a striking resemblance to that of EF-Ts from Escherichia coli. Structure. 1999;7(2):217-26.
[23] Andersen GR, Pedersen L, Valente L, Chatterjee I, Kinzy TG, Kjeldgaard M, Nyborg J. Structural basis for nucleotide exchange and competition with tRNA in the yeast elongation factor complex eEF1A:eEF1Balpha. Mol Cell. 2000;6(5):1261-6.
[24] Lupas AN, Gruber M. The structure of alpha-helical coiled coils. Adv Protein Chem. 2005;70:37-78.
[25] Minella O, Mulner-Lorillon O, Bec G, Cormier P, Bellé R. Multiple phosphorylation sites and quaternary organization of guanine-nucleotide exchange complex of elongation factor-1 (EF-1betagammadelta/ValRS) control the various functions of EF-1alpha. Biosci Rep. 1998;18(3):119-27.