P-plats

P -stället (för peptidyl) är det andra bindningsstället för tRNA i ribosomen . De andra två platserna är A-stället (aminoacyl), som är det första bindningsstället i ribosomen, och E-stället (utgång), det tredje. Under proteintranslation håller P-stället tRNA:t som är kopplat till den växande polypeptidkedjan. När ett stoppkodon nås, klyvs peptidyl-tRNA-bindningen av tRNA:t i P-stället och frisätter det nysyntetiserade proteinet. Under translokationssteget av förlängningsfasen förflyttas mRNA:t med ett kodon, kopplat till förflyttning av tRNA från de ribosomala A till P och P till E-ställena, katalyserad av förlängningsfaktor EF-G.

Översikt

Den ribosomala P-platsen spelar en viktig roll i alla faser av translation. Initiering involverar igenkänning av startkodonet (AUG) av initiator- tRNA i P-stället, förlängning involverar passage av många förlängnings-tRNA genom P-stället, terminering involverar hydrolys av den mogna polypeptiden från tRNA bundet till P-stället och ribosomåtervinning involverar frisättning av deacylerat tRNA. Att binda ett tRNA till P-stället i närvaro av mRNA etablerar kodon-antikodon-interaktion, och denna interaktion är viktig för kontakter med små subenhetsribosomer (30S) till tRNA.

Den klassiska tvåtillståndsmodellen föreslår att ribosomen innehåller två bindningsställen för tRNA, P-ställe och A-ställe . A-stället binder till inkommande aminoacyl-tRNA som har antikodonet för motsvarande kodon i mRNA som presenteras i A-stället. Efter peptidbildning mellan den C-terminala karbonylgruppen i den växande polypeptidkedjan (fäst till ett P-ställe bundet tRNA) och aminogruppen hos aminoacyl-tRNA (A-ställe bundet), fästs polypeptidkedjan sedan till tRNA:t på A-platsen. Det deacylerade tRNA:t förblir i P-stället och frisätts när peptidyl-tRNA:t har överförts till P-stället. Hur uppnås translokationen av peptidyl-tRNA från A-stället till P-stället för att fullborda cykeln? Det föreslogs att detta görs i två steg genom förflyttning av de två ribosomala subenheterna i förhållande till varandra, med bildning av en mellanliggande hybridstruktur: A-stället för en subenhet med P-stället för den andra subenheten. Detta är analogt med att flytta ett stort föremål: du flyttar först ena änden och sedan den andra.

Kemiska modifieringsexperiment gav bevis för denna hybridmodell, i vilken tRNA kan prova ett hybridtillstånd av bindning under förlängningsfasen (förtranslokationssteget). I dessa hybridtillstånd av bindning är acceptor- och antikodonändarna av tRNA på olika ställen (A, P och E). Med hjälp av kemiska sonderingsmetoder har en uppsättning fylogenetiskt konserverade baser i ribosomalt RNA där tRNA binder undersökts, och föreslås vara direkt involverade i bindningen av tRNA till den prokaryota ribosomen. Korrelation av sådana platsspecifika skyddade baser i rRNA och ockupation av A-, P- och E-ställena har möjliggjort diagnostiska analyser av dessa baser för att studera platsen för tRNA i vilket som helst givet tillstånd av translationscykeln. Författare föreslog en hybridmodell där högre affinitet för det deaktiverade tRNA:t och peptid-tRNA:t för E- och P-ställena i 50S-subenheten, termodynamiskt gynnar P/P till P/E och A/A till A/P-övergångar, vilket ytterligare demonstrerades genom cryo-EM- experiment. Dessutom har FRET-studier med en enda molekyl detekterat fluktuationer i positionerna för tRNA, vilket leder till slutsatsen att de klassiska (A/AP/P) och hybridtillstånden (A/PP/E) för tRNA:erna verkligen är i dynamisk jämvikt.

Innan peptidbindningsbildningen binds ett aminoacyl-tRNA i A-stället, ett peptidyl-tRNA är bundet i P-stället och ett deacylerat tRNA (färdigt att lämna ribosomen) binds till E-stället. Translation flyttar tRNA från A-stället genom P- och E-ställena, med undantag för initiator-tRNA, som binder direkt till P-stället. Nyligen genomförda experiment har rapporterat att proteintranslation också kan initieras från A-stället. Med hjälp av toeprinting-analys har det visats att proteinsyntes initieras från A-stället i ribosomen (eukaryot) i cricket paralysis virus (CrPV). IGR-IRES (intragena regioner-interna ribosominträdesställen) kan sätta ihop 80S ribosomer från 40S och 60S ribosomala subenheter i frånvaro av eIF2, Met-tRNAi eller GTP hydrolys och utan en kodande triplett i det ribosomala P-stället. Författare visade också att IGR-IRES kan styra translation av ett protein vars N-terminala rest inte är metionin.

Strukturera

Den fullständiga tredimensionella strukturen av T. thermophilus 70S-ribosomen bestämdes med användning av röntgenkristallografi , innehållande mRNA och tRNA bundna till P- och E-ställena vid 5,5 Å-upplösning och till A-stället vid 7 Å-upplösning. Författare fann att alla tre tRNA-bindningsställen (A, P och E) i ribosomen kontaktar alla tre respektive tRNA vid universellt konserverade delar av deras strukturer. Detta gör att ribosomen kan binda olika tRNA-arter på exakt samma sätt. Translokationssteget för proteinsyntes kräver rörelser på 20 Å eller mer av tRNA:erna när de rör sig från A- till P- till E-ställena

tRNA-inriktade antibiotika

Oxazolidiner (t.ex. linezolid) förhindrar bindningen av initiator-tRNA vid P-stället. Oxazolidiner har visats pleiotropiskt påverka initiator-tRNA-bindning, EF-P (förlängningsfaktor P)-stimulerad syntes av peptidbindningar och EF-G-medierad translokation av initiator-tRNA till P-stället.

Makrolid- , linkosamid- och streptograminklasser av antibiotika förhindrar bildning av peptidbindningar och/eller translokation av tRNA från A-stället till P-stället på ribosomen som så småningom leder till interferens med förlängningssteget och därmed hämning av proteintranslation.