Sup35p
| Identyfikatory | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| podjednostek wiążących GTP | |||||||
| Organizm | |||||||
| Symbol | Sus35 | ||||||
| Entrez | 851752 | ||||||
| HomoloGene | 68226 | ||||||
| RefSeq (mRNA) | NM_001180479.3 | ||||||
| RefSeq (Prot) | NP_010457.3 | ||||||
| UniProt | P05453 | ||||||
| Inne dane | |||||||
| Chromosom | IV: 0,81 - 0,81 MB | ||||||
| |||||||
Sup35p to eukariotyczny czynnik uwalniania translacji Saccharomyces cerevisiae ( drożdże ) . Mówiąc dokładniej, jest to drożdżowy eukariotyczny czynnik uwalniania 3 (eRF3), który tworzy kompleks terminacji translacji z eRF1 ( Sup45p u drożdży). Kompleks ten rozpoznaje i katalizuje uwalnianie powstającego łańcucha polipeptydowego, gdy rybosom napotka kodon stop . Podczas gdy eRF1 rozpoznaje kodony stop, eRF3 ułatwia uwalnianie łańcucha polipeptydowego poprzez hydrolizę GTP.
Częściowa utrata funkcji skutkuje supresją nonsensowną, w której kodony stop są ignorowane, a białka są nieprawidłowo syntetyzowane z karboksylowymi przedłużeniami końcowymi. Całkowita utrata funkcji jest śmiertelna.
Historia
W 1994 Reed Wickner wykazał, że Sup35p rozmnaża się w postaci prionowej . Z tego powodu jest to białko intensywnie badane. Gdy komórki drożdży zawierają Sup35p w stanie prionowym, powstały fenotyp jest znany jako [PSI+]. W komórkach [PSI+] Sup35p istnieje w amyloidu , który może być namnażany i przekazywany komórkom potomnym. Skutkuje to mniej rozpuszczalnym i funkcjonalnym białkiem, a tym samym zwiększoną szybkością supresji nonsensownej (przeczytanie translacyjne kodonów stop).
Wykazano, że nadekspresja genu indukuje konformację [Psi+].
Pojemność ewolucyjna
W kilku artykułach w czasopismach zasugerowano, że zdolność do wzajemnej konwersji między stanami [PSI+] i [psi-](wolnymi od prionów) zapewnia przewagę ewolucyjną, ale pozostaje to przedmiotem wielu dyskusji.
Susan Lindquist wykazała, że izogeniczne populacje drożdży mogą wykazywać różne fenotypy w zależności od tego, czy miały postać prionową Sup35p, czy formę nieprionową. Przeprowadziła eksperyment, w którym siedem szczepów drożdży o różnym podłożu genetycznym hodowano w wielu różnych stresujących warunkach, z dopasowanymi szczepami [PSI+] i [psi-]. W niektórych przypadkach wersja [PSI+] rosła szybciej, w innych [psi-] rosła szybciej. Zasugerowała, że [PSI+] może działać jako kondensator ewolucyjny ułatwienie adaptacji poprzez uwolnienie tajemniczej zmienności genetycznej w naturalnych populacjach w okresach stresu. Ta zmienność leżałaby poza kodonami stop, które wykazują wysoki wskaźnik utraty w ramce u drożdży. Modele matematyczne sugerują, że [PSI+] mogło wyewoluować dla tej funkcji.
Charakterystyka fizyczna
Sup 35 zawiera region końca karboksylowego ( C-koniec ), który jest odpowiedzialny za aktywność terminacji translacji. Region amino-końcowy ( N-końcowy ) białka jest odpowiedzialny za naprzemienne fałdowanie w zależności od konformacji. Środkowa (m) domena ma nieznaną funkcję. W celu określenia funkcji tych regionów N i M, w eksperymencie Susan Lindquists dwa szczepy zostały zmodyfikowane tak, aby wytworzyły wersję Sup35p, która nie zawiera regionów N i M.
Białko Sup35p ma długość 685 aminokwasów. C-koniec zawiera 5 kompletnych i jedno niekompletne powtórzenie sekwencji powtórzeń oligopeptydu PQGGYQQ-YN. W zmodyfikowanych wersjach genu wykazano, że im więcej powtórzeń tej sekwencji, tym bardziej białko ma przyjąć potwierdzenie [Psi+]. W rzeczywistości dodanie dwóch dodatkowych powtórzeń (R2) powoduje, że konwersja [Psi-] do [Psi+] jest 5000 razy szybsza. PMN2, zmutowana, dominująca wersja genu Sup35p, ma podstawienie glicyny na kwas asparaginowy w drugim powtórzeniu. Wynikający z tego fenotyp to brak zdolności do utrzymania konformacji [Psi+].
N-koniec ma wysoką ilość glutaminy/asparaginy na poziomie 43%, podczas gdy przeciętne białko drożdży zawiera tylko 9%. N-koniec ma długość 114 aminokwasów i jest określany jako domena tworząca prion (PrD). Nadmierna ekspresja genu Sup35p może prowadzić do [Psi+].
Zarówno końce N i M, jak i koniec C tworzą miejsca wiązania z Sup45p, co daje w sumie dwa. Ponadto, wiążąc się z Sup45p, białko [psi+] może powodować jego agregację i tworzenie prionu.
Ścieżka adeninowa
manipuluje się zdolnością komórki do wytwarzania adeniny . Nagromadzenie P-rybozyloaminoimidazolu (AIR) (prekursor szlaku adeninowego w drożdżach) indukuje widoczny gołym okiem czerwony pigment w kolonii drożdży. W szczepach izogenicznych, w których mutacja nonsensowna znajduje się w środku genu ADE 2 lub ADE 1 (enzymy biorące udział w szlaku), szczep [psi-] ma nagromadzenie P-rybozyloaminoimidazolu (AIR) lub odpowiednio P-rybozylaminoimidazolokarboksylan (CAIR). Ponieważ CAIR przekształca się z powrotem w POWIETRZE, jeśli enzym, który katalizuje go do następnego prekursora, jest nieobecny, każda mutacja spowoduje czerwone zabarwienie szczepu [psi-]. Szczep [psi+] wydaje się biały nawet po poddaniu go tym samym mutacjom nonsensownym. W związku z tym wnioskuje się, że eRF3 [psi+] jest niefunkcjonalny.
Zjawisko to wynika z faktu, że eRF3 w [psi-] jest w stanie skutecznie odłączyć rybosom, więc enzym nie może zostać prawidłowo zsyntetyzowany. Jednak w szczepie [psi+] enzym może być syntetyzowany na tyle, że szlak nadal z powodzeniem wytwarza adeninę.