Введение к работе
Актуальность проблемы:
Процесс тргнслягии начнется одним нз осг-овопо/лгающих молекулярных процессов протекающих в живой клетке, и, безусловно, сформировался га очень ранних этапах биологической эволюции. Это я обусловливает относительно высокую консервативность организации снс.емн трансляции л строения ее компонентов. Тем не менее, сргзнение п' оц<гсса трансляции в отдаленных таксономических группа;:, таких каї зубокігрса п архебактерии, высшие и низшие эукариоты, позволі' :т выявить р*'д cmпифических отллчкй, исследование которых может помочь понять пути эволюции и, возможна, происхождения самого процесса транслящш.
Одним из необходимых компонентов системы трансляции явльются аминоацил-тРНК синтетазы - ферменты, осуществляющие специфическое аминоацилировзние гРНК.и, тем самым, играющие ключевую роль з реализации генетического кода. Поэтому, аминоацил-тРНК-синтетазы были и остаются объектом как классических исследований посвященных механизмам РНК-бклх >вого узнзания (Shimmel, 1989), так и работ, посвященных новым, необычный фунгциум этих ферментов. Например, аминоацил-тРНК синтетазы синтезируют необычный пуклеотид - диаденозинтетрафосфат и родственные ему соединеяиг, т.н. алармоны, которые образуются всеми клетками в ответ на стрессовые условия (Zamechnic, 1985). Недавно показано участие аминоацил- тРНК-синтетаз в сплайсинге РНК в митохондриях грибов (Majumder, 1989).
Наиболее подробно исследованы аминоацил-тРНК-синтетазн эубзк-терий и дрожжей ( Shimmel. 1989 ). В настоящее время известна первичная последовательность 18 из 20 аминоацил-тРНК-синтетаз E.coJi и 12 дрожжевнх ферментов. Гораздо меньше известно об аминоацил-тРНК-синтетазах млекопитающих и практически ничего - про аминоацил-тРНК-синтетазы архебактерии.
Накопленная к настоящему времени информация позволяет сформулировать ряд существенных функциональных и структурны;: особенностей а*таноацил-тРНК-синтетаз млекопитающих от ферментов прокариот и низших эукариот - дрожжей: первое - это тенденция к увеличению молекулярной мг ссы полипетидов в ряду эубактерии - дрожжи - млекопитающие; второе - это способность синтетаз эукариот, в стличие от эубактериальных, к неспецифическому взаимодействию с полианионами; и третье - это существование многих аминоацил-тРНК-синтетаз млекопитающих в виде стабильных высокомолекулярных комплексов. В настоящее время известны два таких комплекса - т.н мультиферментный, включающий в себя 9 аминоацил-тРНК-синтетаз, и комплекс валил-тРНК-синтетазы с тяжелой формой фактора элонгации 1.
?<:>'
Цели и задачи исследования.
Целью настоящего исследования было получение данных, которые могли бы пролить свет на биологическую функцию и расширить представления о строении мультиферментного комплекса аминоацил-тРНК-синтетаз. В этой связи нами были сформулированы три экспериментальные задачи, касающиеся различных аспектов строения и функционирования этого комплекса:
1. Выяснить механизм взаимодействия входящих в состав комплеска
аминоацил-тРНК-синтетаз с полианионами и влияние этого взаимодействия на
функционирование ферментов;
2. Выяснить механизм фосфорилировании компонентов комплекса;
. 3. Исследовать сборку комлекса in vivo.
Научная новизна:
Исследован механизм взаимодействия входящих в состав комплекса аминоацил-тРНК-синтетаз с РНК и полианионами, установлена специфность взаимодействия. Показано, что взаимодействие с антикодоном играет важную роль в узнавании тРНК лизил-тРНК-синтетазой. Показано фосфорилирование компонентов мультиферментного комплекса аминоацил-тРНК-синтетаз ассоциированной с ним, но не являющейся его компонентом казеипкиназой 1. Впервые исследована сборка комплекса аминоацил- тРНК-синтетаз in vivo, определен порядок сборки комплекса и показана ассоциация с иктермедиатами сборки комплекса двух полипептндов, возможно, играющих роль при сборке комплекса.
Апробация работы:
Результаты исследования были доложены на семинаре семинаре Института белка, представлены на Международном симпозиуме "Молекулярная организация биологических структур" (Москва, 1989). По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Структура и объем работы: