Pサイト

Pサイト(ペプチジル)は、リボソームにおけるtRNAの2 番目の結合部位です。他の 2 つの部位は、リボソームの最初の結合部位であるA サイト(アミノアシル) と、3 番目の結合部位であるE サイト(出口) です。タンパク質の翻訳中、P サイトは成長中のポリペプチド鎖にリンクされた tRNA を保持します。終止コドンに達すると、P サイトにある tRNA のペプチジル tRNA 結合が切断され、新しく合成されたタンパク質が放出されます。^[1]伸長段階の転座段階では、mRNA は 1 コドン前進し、tRNA がリボソームの A サイトから P サイトへ、P サイトから E サイトへ移動し、伸長因子 EF-G によって触媒されます。^[2]

リボソーム P サイトは、翻訳のすべての段階で重要な役割を果たします。開始には、P サイトの開始コドン (AUG) の認識が関与し、伸長には、多くの伸長 tRNA が P サイトを通過し、終結には、P サイトに結合した tRNA からの成熟ポリペプチドの加水分解が関与し、リボソームのリサイクルには、脱アシル化された tRNA の放出が関与します。mRNA の存在下で tRNA が P サイトに結合すると、コドンとアンチコドンの相互作用が確立され、この相互作用は、小サブユニットリボソーム (30S) と tRNA の接触に重要です。^[3]

古典的な2状態モデル^[4]では、リボソームにはtRNAの結合部位が2つ、P部位とA部位があると提唱されています。A部位は、A部位に提示されたmRNAの対応するコドンのアンチコドンを持つ、入ってくるアミノアシルtRNAに結合します。成長中のポリペプチド鎖（P部位に結合したtRNAに結合）のC末端カルボニル基とアミノアシルtRNA（A部位に結合）のアミノ基の間でペプチドが形成された後、ポリペプチド鎖はA部位でtRNAに結合します。脱アシル化されたtRNAはP部位に残り、ペプチジルtRNAがP部位に転移すると解放されます。ペプチジルtRNAはどのようにしてA部位からP部位に転座してサイクルを完了するのでしょうか。これは、2つのリボソームサブユニットが互いに対して移動し、中間のハイブリッド構造（一方のサブユニットのA部位ともう一方のサブユニットのP部位）を形成することによって2段階で行われると提案されました。^[5]これは、大きな物体を動かすのに似ています。最初に一方の端を動かし、次にもう一方の端を動かします。

化学修飾実験により、このハイブリッド モデルの証拠が得られました。このモデルでは、tRNA は伸長段階 (転座前段階) 中にハイブリッド結合状態をサンプリングできます。これらのハイブリッド結合状態では、tRNA のアクセプター末端とアンチコドン末端は異なるサイト (A、P、E) にあります。化学プローブ法を使用して、tRNA が結合するリボソーム RNA 内の系統発生的に保存された一連の塩基が調べられ、tRNA と原核生物のリボソームの結合に直接関与していることが示唆されています。^[6] rRNA 内のこのようなサイト特異的に保護された塩基と A、P、E サイトの占有率の相関関係により、これらの塩基の診断アッセイで、翻訳サイクルの任意の状態での tRNA の位置を調べることができます。著者らは、50SサブユニットのEおよびP部位に対する不活性化tRNAおよびペプチドtRNAのより高い親和性が、熱力学的にP/PからP/EおよびA/AからA/Pへの遷移に有利であるというハイブリッドモデルを提唱し、これはクライオ電子顕微鏡実験によってさらに実証されました。^[7]また、単一分子FRET研究ではtRNAの位置の変動が検出され、^[8] tRNAの古典的状態（A/AP/P）とハイブリッド状態（A/PP/E）は確かに動的平衡にあるという結論に至りました。

ペプチド結合が形成される前に、アミノアシルtRNAがA部位に、ペプチジルtRNAがP部位に、そして脱アシル化tRNA（リボソームから出る準備が整っている）がE部位に結合します。翻訳は、P部位に直接結合する開始tRNAを除いて、tRNAをA部位からP部位とE部位を経由して移動させます。^[9]最近の実験では、タンパク質の翻訳もA部位から開始できることが報告されています。トウプリンティングアッセイを使用して、コオロギ麻痺ウイルス（CrPV）のリボソーム（真核生物）のA部位からタンパク質合成が開始されることが示されています。 IGR-IRES（遺伝子内領域-内部リボソーム進入部位）は、eIF2、Met-tRNAi、またはGTP加水分解が存在せず、リボソームP部位にコードトリプレットがなくても、40Sおよび60Sリボソームサブユニットから80Sリボソームを組み立てることができます。著者らはまた、IGR-IRESがN末端残基がメチオニンではないタンパク質の翻訳を誘導できることを示しました。^[10]

T. thermophilus 70S リボソームの完全な三次元構造は、X 線結晶構造解析を使用して決定され、P および E 部位に 5.5 Å の解像度で、A 部位に 7 Å の解像度で結合した mRNA および tRNA が含まれています。著者らは、リボソームの 3 つの tRNA 結合部位 (A、P、および E) すべてが、その構造の普遍的に保存された部分で、3 つのそれぞれの tRNA すべてと接触することを発見しました。これにより、リボソームは異なる tRNA 種にまったく同じ方法で結合することができます。タンパク質合成の転座段階では、tRNA が A 部位から P 部位、そして E 部位へと移動する際に 20 Å 以上の移動が必要です^[11]

オキサゾリジン（リネゾリドなど）は、イニシエーターtRNAのP部位への結合を阻害する。^{[12]オキサゾリジンは、イニシエーターtRNAの結合、EF-P（伸長因子P）刺激によるペプチド結合の合成、およびEF-Gを介したイニシエーターtRNAのP部位への転座に}多面的に影響を及ぼすことが実証されている。^[13]

マクロライド、リンコサミド、ストレプトグラミンなどの抗生物質は、ペプチド結合の形成やリボソーム上のA部位からP部位へのtRNAの転座を阻害し^{[14] [15]}、最終的には伸長段階を妨害し、タンパク質翻訳を阻害します。