Проблемы и перспективы молекулярной генетики. Том 1 - Свердлов Е.Д.
ISBN 5-02-002753-7
Скачать (прямая ссылка):
В число наших ближайших задач входит также изучение центра(ов) взаимодействия РНК-полимеразы с каталитическими ионами магния. Известно, что в односубъединичных ДНК- и РНК-полимеразах синтез фосфо-диэфирной связи осуществляется при прямом участии двух близкорасположенных ионов магния, удерживаемых в каталитическом центре отрицательно заряженными аминокислотными остатками (Joyce, Steitz, 1995). В ДНК-по-лимеразе I Е. coli - это D705, D882 и Е883, в РНК-полимеразе Т7 - это D537 и D812. Участие этих остатков в хелатировании двух близко расположенных ионов магния показано ретгеноструктурным анализом. Функциональная важность этих остатков продемонстрирована с помощью мутаций. Предполагается, что ионы двухвалентных металлов играют аналогичную роль и в многосубъединичных РНК-полимеразах, однако вопрос этот изучен явно недостаточно. В наших работах с помощью расщепления белка железом, вытеснившим ион(ы) магния из состава РНК-полимеразы Е. coli, был выявлен центр удержания магния и марганца с константой диссоциации порядка
10 |iM. В этих же работах было продемонстрировано, что основную роль в формировании этого центра играет эволюционно-консервативный мотив NADFDGD бета-штрих субъединицы. Именно в этом центре был обнаружен ион металла в кристаллической структуре минимальной РНК-полимеразы Т. aquaticus. Второго иона магния у этой РНК-полимеразы не было обнаружено. Изучая свойства мутантных РНК-полимераз Е. coli, нам удалось получить данные в пользу участия в катализе двух ионов магния и построить пространственную модель их расположения в активном центре. В рамках предложенной модели удалось значительно продвинуться в понимании механизма действия белков GreA и GreB.
Планируем мы также исследования структуры центра узнавания и открывания промоторов и механизмов превращения промоторного транскрипционного комплекса в элонгационный. Для этого предполагается использовать, в частности, развиваемый в нашей лаборатории метод формаль-дегидных сшивок. Результаты этих исследований скоро получат солидную структурную базу, так как в ближайшее время ожидается публикация структуры холофермента Т. aquaticus (С. Дарст, частное сообщение).
119
ЛИТЕРАТУРА
Кашлев М.В., Басс И.А., Лебедев А.Н. и др. Делеционно-инсерционное картирование области, не существенной для функционирования бета-субъединицы РНК-полимеразы Escherichia coli // Генетика. 1989. Т. 25. С. 396-405.
Лисицын НА., Свердлов Е.Д., Моисеева Е.П., Никифоров В.Г. Локализация мутации, приводящей к устойчивости РНК-полимеразы Е. coli к антибиотику стрептолидиги-ну, в гене гроВ, кодирующем (3-субъединицу фермента // Биоорган, химия. 1985. Т. 11. С. 132-133.
Никифоров В.Г. Структурно-функциональные исследования РНК-полимеразы // Молекуляр. биология. 2002. Т. 36. С. 197-207.
Хесин Р.Б., Шемякин Н.Ф., Горленко Ж.М. и др. РНК полимераза в клетках Escherichia coli В, зараженных фагом Т2 // Биохимия. 1962. Т. 27. С. 1092-1105.
Bartlett M.S., Thomm М., Geiduschek Е.Р. The orientation of DNA in an archaeal transcription initiation complex // Nat. Struct. Biol. 2000. Vol. 7. P. 782-785.
Beal R.B., Pillai R.P., Chuknyisky P.P. et al. Structural studies on the active site of Escherichia coli RNA polymerase. 2. Geometrical relationship of the interacting substrates // Biochemistry. 1990. Vol. 29. P. 5994-6002.
Bell S.D., Jackson S.P. Charting a course through RNA polymerase // Nat. Struct. Biol. 2000. Vol. 7. P. 703-705.
Borukhov S., Polyakov A., Nikiforov V., Goldfarb A. GreA protein: a transcription elongation factor from Escherichia coli // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. Vol. 89. P. 8899-8902.
Borukhov S., Sagitov V., Goldfarb A. Transcript cleavage factors from E. coli // Cell. 1993. Vol. 72. P. 459-466.
Borukhov S., Severinov K., Kashlev M. et al. Mapping of trypsin < leavage and antibody-binding sites and delineation of a dispensable domain in the beta subunit of Escherichia coli RNA polymerase // J. Biol. Chem. 1991. Vol. 266. P. 23921—23926.
Brodolin K., Mustaev A., Severinov K., Nikiforov V. Identification of RNA polymerase beta' subunit segment contacting the melted region of the lacUV5 promoter // Ibid. 2000. Vol. 275. P. 3661-3666.
Cramer P., Bushnell D.A., Fu J. et al. Architecture of RNA polymerase П and implications for the transcription mechanism // Science. 2000. Vol. 288. P. 640-649.
Cramer P., Bushnell D.A., Kornberg R.D. Structural basis of transcription: RNA polymerase II at 2.8 angstrom resolution // Ibid. 2001. Vol. 292 № 5523. P. 1863- 1876.
Darst S.A. Bacterial RNA polymerase // Curr. Opin. Struct. Biol. 2001. Vol. 11. P. 155—162.
Ebright R.H. RNA polymerase: Structural similarities between bacterial RNA polymerase and eukaryotic RNA polymerase II // J. Mol. Biol. 2000. Vol. 304. P. 687-698.
Finn R.D., Orlova E.V., Gowen B. et al. Escherichia coli RNA polymerase core and holoenzyme structures // EMBO J. 2000. Vol. 19. P. 6833-6844.
Gnatt A.L., Cramer P., Fu J. et al. Structural basis of transcription: an RNA polymerase II elongation complex at 3.3 A resolution // Science. 2001. Vol. 292. P. 1876-1882.
