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| ペプチド鎖放出因子、細菌クラス1 | |||||||||
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| シンボル | PCRF | ||||||||
| パム | PF03462 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
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| ペプチド鎖放出因子、細菌クラス 1、PTHドメイン、GGQ | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| シンボル | RF-1 | ||||||||
| パム | PF00472 | ||||||||
| ファム一族 | CL0337 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| プロサイト | PS00745 | ||||||||
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| ペプチド鎖放出因子 eRF1/aRF1 | |
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| 識別子 | |
| シンボル | ? |
| インタープロ | 著作権 |
解放因子は、mRNA配列内の終止コドンまたは停止コドンを認識して翻訳を終了させるタンパク質です。リボソームから新しいペプチドを解放するため、このように名付けられています。
背景
mRNA の翻訳中、ほとんどのコドンは「荷電」tRNA分子によって認識されます。これらの分子は、各 tRNA のアンチコドンに対応する特定のアミノ酸に付着しているため、アミノアシル tRNAと呼ばれます。標準遺伝コードには、UAG (「アンバー」)、UAA (「オーカー」)、UGA (「オパール」または「アンバー」) の 3 つの mRNA 終止コドンがあります。これらの終止コドンは通常のコドンと同様に 3 つ組ですが、tRNA によって解読されません。1967年にMario Capecchiによって、tRNA は通常終止コドンをまったく認識しないこと、そして彼が「リリース ファクター」と名付けたものは tRNA 分子ではなくタンパク質であることが発見されました。[1]その後、異なるリリース ファクターは異なる終止コドンを認識することが実証されました。[2]
分類
解離因子には2つのクラスがある。クラス1の解離因子は終止コドンを認識し、tRNAを模倣した方法でリボソームのA部位に結合し、リボソームを分解しながら新しいポリペプチドを放出する。[3] [4]クラス2の解離因子はクラス1の解離因子の活性を高めるGTPaseである。クラス1のRFがリボソームから解離するのを助ける。[5]
細菌放出因子には、RF1、RF2、RF3（または「ペプチド放出因子」遺伝子命名法ではPrfA、PrfB、PrfC）がある。RF1とRF2はクラス1 RFである。RF1はUAAとUAGを認識し、RF2はUAAとUGAを認識する。RF3はクラス2放出因子である。[6]真核生物と古細菌の放出因子は類似した名前が付けられており、「真核生物放出因子」の「eRF」に名前が変更され、その逆も同様である。a/eRF1は3つのストップコドンすべてを認識できるが、eRF3（古細菌は代わりにaEF-1αを使用）はRF3と同じように機能する。[6] [7]
細菌と古真核生物の放出因子は別々に進化したと考えられている。クラス1因子の2つのグループは、配列や構造の相同性を示さない。[8] [9]クラス2の相同性は、両方ともGTPaseであるという事実に限定されている。(b)RF3はEF-Gから進化し、eRF3はeEF1αから進化したと考えられている。[10]
真核生物のミトコンドリアとプラスチドは共生の起源に沿って、細菌型のクラスI放出因子を使用しています。[11] 2019年4月現在[アップデート]、細胞小器官のクラスII放出因子に関する明確な報告は見つかりませんでした。
人間の遺伝子
構造と機能
3つの放出因子に結合した細菌70Sリボソームの結晶構造が解明され、RF1/2によるコドン認識とRF3のEF-G様回転の詳細が明らかになった。[12] eRF1および/またはeRF3に結合した真核哺乳類80Sリボソームの クライオ電子顕微鏡構造が得られ、因子によって引き起こされる構造再編成の図が示された。個々の部分の既知の結晶構造に電子顕微鏡画像を当てはめると、プロセスの識別とより詳細な図が得られる。[13] [14]
どちらのシステムでも、クラスII（e）RF3はリボソーム上のユニバーサルGTPase部位に結合し、クラスIRFはA部位を占有します。[12]
細菌性
細菌のクラス1放出因子は4つのドメインに分けられる。触媒的に重要なドメインは以下の通りである: [12]
P[AV]Tドメイン 2、 RF1、およびRF2 の「トリペプチド アンチコドン」モチーフSPF。実際に水素結合を介して終止コドンの認識に関与する残基は 1 つだけです。- ペプチジル tRNA ヒドロラーゼ (PTH) 活性にとって重要なドメイン 3 の GGQ モチーフ。
RF1/2 はリボソームの A サイトに位置しているため、ドメイン 2、3、4 は伸長中に tRNA がロードされる空間を占めます。終止コドンの認識により RF が活性化され、コンパクトな構造からオープンな構造への変化が促進され、[15] GGQ モチーフが P サイト tRNA の 3' 末端の隣にあるペプチジルトランスフェラーゼセンター (PTC) に送られます。in vitro でpH 依存性を示したペプチジル tRNA エステル結合の加水分解により、[16]ペプチドが切断され、放出されます。この翻訳終結複合体から RF1/2 を放出するには、RF3 が依然として必要です。[12]
ペプチドを放出した後も、リボソームを再び使えるようにするためには、P部位tRNAとmRNAを空にするためのリボソームのリサイクルが必要です。これは、IF1 - IF3やRRF - EF-Gなどの因子でリボソームを分割することによって行われます。[17]
真核生物と古細菌
eRF1 は、N 末端 (N)、中間 (M)、C 末端 (C)、およびミニドメインの 4 つのドメインに分けられます。
- N ドメインは終止コドンの認識を担っています。モチーフには、
TASNIKSおよびが含まれますYxCxxxF。 - M ドメインの GGQ モチーフは、ペプチジル tRNA ヒドロラーゼ (PTH) 活性にとって重要です。
細菌バージョンとは異なり、eRF1-eRF3-GTPはRF3上のモチーフを介してサブ複合体に結合します。終止コドンの認識によりeRF3はGTPを加水分解し、その結果生じる動きによりGGQがPTCに配置され、加水分解が可能になります。この動きにより、終結前複合体のトープリントGRFTLRDの+2ヌクレオチド移動も引き起こされます。 [13]古細菌のaRF1-EF1α-GTP複合体も同様です。[18]トリガーメカニズムはaa-tRNA - EF-Tu -GTPのものと似ています。[14]
相同システムとしては、停止したリボソームを分解する真核生物システムであるDom34/ Pelota –Hbs1がある。GGQは存在しない。[14]リサイクルと分解はABCE1によって媒介される。[19] [20]
参考文献
- ^ Capecchi MR (1967年9月). 「in vitroでのポリペプチド鎖終結：解離因子の単離」.米国科学アカデミー紀要. 58 (3): 1144–1151. Bibcode :1967PNAS...58.1144C. doi : 10.1073/pnas.58.3.1144 . PMC 335760. PMID 5233840 .
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原核生物因子 RF1/2 と RF1 の間に有意な類似性は見られません
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外部リンク
- 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)の終了 + 解放 + 要因