Поворот малой рибосомной субъединицы относительно большой, сопровождающий размыкание межсубъединичного канала
Frank, J., and Agrawal, R.K. (2000) A ratchet-like inter-subunit reorganization of the ribosome during translocation. Nature 406: 318-322.
D.N. Ermolenko, Z.K. Majumbdar, R.P. Hickerson. P.C. Spiegel, R.M. Clegg and H.F. Noller (2007)
Observation of intersubunit movement of the ribosome in solution using FRET.
J. Mol. Biol. 370, 530-540.
Демонстрация попеременного смыкания-размыкания транслирующей рибосомы (данные smFRET)
In the locked state, tRNAs are held in the classical configuration.
The L1 stalk is kept open.
Ribosome unlocking upon peptide bond formation permits the tRNAs to fluctuate
between classical and hybrid states, and promotes spontaneous rotation shift.
The L1 stalk fluctuates between closed and open states. The ribosome-mRNA interaction may be loosened.
Translocation returns the ribosome to the locked state.
Aitken, CE, & Puglisi, JD, 2010, ‘Following the intersubunit conformation of the ribosome during translation in real time’, Nat Struct Mol Biol, vol. 17, 793-800.
Подвижные блоки и наблюдаемые подвижки в рибосоме:
50S |
субъединица: |
L7/L12 стержень – свободная болтанка. |
|
|
L1 выступ – сдвиг к и от тела большой |
|
|
субъединицы. |
30S |
субъединица: |
Плечо – сдвиг к головке |
|
|
и к основанию L7/L12 стержня. |
|
|
Клюв – «кивание». |
|
|
Шея – поворот вокруг оси (~12 ). |
70S |
рибосома: |
Смыкание-размыкание рибосомных |
|
|
субъединиц. |
Вращательный сдвиг малой субъединицы относительно большой против часовой стрелки (~6 -10 ).
Основные подвижные блоки рибосомы:
50S субъединица: |
L7/L12 стержень; |
|
L1 выступ. |
30S субъединица: |
Плечо – сдвиг к головке |
|
и к основанию L7/L12 стержня. |
|
Клюв – «кивание». |
|
Шея – поворот вокруг оси (~12 ). |
70S рибосома – размыкание субъединиц
и вращательный сдвиг малой субъединицы относительно большой против часовой стрелки (~6 -10 ).
ЧТО ДВИЖЕТ МАКРОМОЛЕКУЛАМИ И ИХ ЧАСТЯМИ?
Все движения макромолекул и их конформационные перестройки
базируются на тепловой анизотропной подвижности – канализированном (tamed) броуновском движении макромолекул и их структурных блоков.
(Именно эти структурно разрешенные тепловые флуктуации используются в функционировании макромолекулярных комплексов
как молекулярных машин).
Рабочий цикл транслирующей рибосомы в отсутствие факторов элонгации?
Катализ кодон-зависимого связывания аминоацил-тРНК и транслокации факторами элонгации EF-Tu и EF-G с ГТФ
Кодон-зависимое связывание аминоацил-тРНК без фактора элонгации EF-Tu с ГТФ
+Aa-tRNA
Кодон-зависимое связывание аминоацил-тРНК
испонтанная транслокация без факторов элонгации (= бесфакторная ГТФ-независимая трансляция!)
Spontaneous
translocation
+Aa-tRNA
- tRNA
Aa-tRNA binding
L.P. Gavrilova, O.E. Kostiashkina, V.E. Koteliansky, N.M. Rutkevitch and A.S. Spirin (1976). Factor-free ("non-enzymatic") and factor-dependent systems of translation of polyuridylic acid by Escherichia coli ribosomes. J. Mol. Biol. 101, 537-552.
Рабочий (элонгационный) цикл бесфакторной трансляции
Destabilization!
Unlocking