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四膜虫eRF1识别终止密码子的功能结构域
  • ISSN号:1007-7626
  • 期刊名称:中国生物化学与分子生物学报
  • 时间:2015
  • 页码:283-291
  • 分类:Q786[生物学—分子生物学]
  • 作者机构:[1]山西大学生物技术研究所化学生物学与分子工程教育部重点实验室,太原030006
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.31172078,30770294)和高等学校博士学科点专项科研基金(No.20111401110008)资助;山西省回国留学人员科研资助项目(2014-重点1)
  • 相关项目:肽链释放因子与tRNA的协同进化对终止密码子重新分配的影响
中文摘要:

原生动物的一些纤毛虫中终止密码子发生重分配现象,将1个或2个终止密码子翻译为氨基酸.目前对这一现象的发生机制仍无合理解释.近年来,对蛋白质合成终止过程中肽链释放因子(eukaryotic polypeptide release factor,eRF)结构和功能的深入研究,为揭示终止密码子的重分配机制提供了重要的线索.本实验以具有终止密码子识别特异性的四膜虫Tt-eRF1为研究对象,将其中与密码子识别有关的GTx、NIKS和Y-C-F关键模体(motif)引入识别通用终止密码子的酵母Sc-eRF1中,构建成各种嵌合体eRF1.利用双荧光素酶报告系统和细胞活性实验,分析关键模体及其周边的氨基酸对eRF1识别终止密码子性质的影响.结果表明,GTx和NIKS模体一定程度上决定eRF1识别终止密码子第1位碱基U和第2位碱基A;Y-C-F模体决定eRF1识别终止密码子UGA的第2位碱基G.模体内及其相邻氨基酸定点突变分析进一步支持以上结果.本研究推测,eRF1在进化过程中一些关键模体结构的改变决定其识别终止密码子的特异性,只能识别3个终止密码子中的1个或2个.随后,由于tRNA基因的突变产生阻抑性tRNA,促成终止密码子在原生动物纤毛虫中的重新分配.

英文摘要:

How one or two stop codons may encode amino acids in protozoan ciliates remained unclear to date. Studies of eukaryotic polypeptide release factors (eRF) have provided clues for elucidating this phenomenon. When the GTx, NIKS, and Y-C-F motifs on Tetrahymena thermophilia eRF1 introduced into Saccharomyces cerevisiae eRF1, it allowed the formed chimeric eRFls to recognize UGA as the sole stop eodon. The characteristics of these chimeric eRFls and their site-directed mutants were analyzed using a dual luciferase read-through report system in viability assays. Our results indicated that the GTx and NIKS motifs contributed to the discrimination of the U and second-place A in UAA and UAG stop codons. The Y-C-F motif recognized the G in UGA. Other residues in or near the motifs were critically involved in direct or indirect recognition of the three stop codons. Our findings suggested that the key motifs in eRF1 from ciliates endow its recognition specificity to stop codons. Evolutionally, additional mutations in tRNA might also be responsible for the reassignment of stop codons in ciliates.

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期刊信息
  • 《中国生物化学与分子生物学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国生物化学与分子生物学会 北京大学
  • 主编:周春燕
  • 地址:北京市学院路38号北京大学医学部
  • 邮编:100083
  • 邮箱:shxb@bjmu.edu.cn
  • 电话:010-82801416
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-7626
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3870/Q
  • 邮发代号:82-312
  • 获奖情况:
  • 被美国《CA》列入世界引用频次最高的《千种表》
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国生物科学数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9731