Faktor oslobađanja je protein koji omogućava završetak translacije prepoznavanjem terminacionog kodona ili stop kodona u sekvenci iRNK. Nazvani su tako jer oslobađaju nove peptide iz ribosoma.

Pozadina Tokom translacije iRNK, većinu kodona prepoznaju "nabijene" molekule tRNK, nazvane aminoacil-tRNK jer su vezane za specifične aminokiseline koje odgovaraju antikodonu svake tRNK. U standardnom genetičkom kodu postoje tri stop kodona iRNK: UAG ("ćilibar"), UAA ("oker") i UGA ("opal" ili "amber"). Iako su ovi stop kodoni tripleti baš kao i obični kodoni, tRNK ih ne dekodiraju. Mario Capecchi je 1967. godine otkrio da, umjesto toga, tRNK uopće ne prepoznaju stop kodone i da ono što je nazvao "faktor oslobađanja" nije molekula tRNK već protein. Kasnije je dokazano da različiti faktori oslobađanja prepoznaju različite stop kodone.

Klasifikacija Postoje dvije klase faktora oslobađanja. Faktori oslobađanja klase 1 prepoznaju stop kodone; oni se vežu za A-mjesto ribosoma na način koji oponaša tRNK, oslobađajući novi polipeptid, dok on rastavlja ribosom. Faktori oslobađanja klase 2 su GTPaze koje pojačavaju aktivnost faktora oslobađanja klase 1. Pomažu RF klase 1 da se odvoji od ribosoma.

Bakterijski faktori oslobađanja uključuju RF1, RF2 i RF3 (ili PrfA, PrfB, PrfC u nomenklaturi gena "faktora oslobađanja peptida"). RF1 i RF2 su RF klase 1: RF1 prepoznaje UAA i UAG, dok RF2 prepoznaje UAA i UGA. RF3 je faktor oslobađanja klase 2. Eukariotski i arhejski faktori oslobađanja nazivaju se analogno, s tim da se naziv mijenja u "eRF" za "eukariotski faktor oslobađanja" i obrnuto. a/eRF1 može prepoznati sva tri stop kodona, dok eRF3 (arheje umjesto toga koriste aEF-1α) funkcionira baš kao RF3.

Vjeruje se da su bakterijski i arheo-eukariotski faktori oslobađanja evoluirali odvojeno. Dvije grupe faktora klase 1 ne pokazuju sekvencnu ili strukturnu homologiju jedna s drugom. Homologija u klasi 2 ograničena je na činjenicu da su oba GTPaze. Vjeruje se da je (b)RF3 evoluirao iz EF-G, dok je eRF3 evoluirao iz eEF1α.

U skladu sa svojim simbiotskim porijeklom, eukariotske mitohondrije i plastidi koriste faktore oslobađanja klase I bakterijskog tipa. , nemogu se pronaći konačni izvještaji o organelarnom faktoru oslobađanja klase II.

Ljudski geni RF1 (mitohondrija): MTRF1, MTRF1L, MRPL58 (ICT1), MTRFR (C12orf65) eRF1: ETF1 eRF3: GSPT1, GSPT2

Struktura i funkcija Kristalne strukture bakterijskog 70S ribosoma vezanog za svaki od tri faktora oslobađanja su riješene, otkrivajući detalje u prepoznavanju kodona pomoću RF1/2 i rotaciji RF3 sličnoj EF-G. Dobijene su Krio-EM strukture za eukariotski sisav 80S ribosom vezan za eRF1 i/ili eRF3, pružajući uvid u strukturna preuređenja uzrokovana faktorima. Prilagođavanje EM slika prethodno poznatim kristalnim strukturama pojedinačnih dijelova omogućava identifikaciju i detaljniji pogled na proces.

U oba sistema, (e)RF3 klase II se veže za univerzalno GTPazno mjesto na ribosomu, dok RF klase I zauzimaju A mjesto.

Bakterijski Bakterijski faktori oslobađanja klase 1 mogu se podijeliti u četiri domene. Katalitički važne domene su: Motiv "tripeptidnog antikodona" u domenu 2, u RF1 i u RF2. Samo jedan ostatak zapravo učestvuje u prepoznavanju stop kodona putem vodikove veze. Motiv GGQ u domenu 3, ključan za aktivnost peptidil-tRNK hidrolaze (PTH).

Kako se RF1/2 nalazi na A-mjestu ribosoma, domeni 2, 3 i 4 zauzimaju prostor u koji se tRNK učitavaju tokom elongacije. Prepoznavanje stop kodona aktivira RF, podstičući promjenu konformacije iz kompaktne u otvorenu, slanjem GGQ motiva u peptidil-transferazni centar (PTC) pored 3′ kraja P-mjesta tRNK. Hidrolizom esterske veze peptidil-tRNK, koja je pokazala pH-zavisnost in vitro, peptid se odvaja i oslobađa. RF3 je i dalje potreban za oslobađanje RF1/2 iz ovog kompleksa za terminaciju translacije.

Nakon oslobađanja peptida, i dalje je potrebno recikliranje ribosoma kako bi se ispraznile tRNK i iRNK sa P-mjesta i ribosom ponovo postao upotrebljiv. To se postiže cijepanjem ribosoma faktorima kao što su IF1–IF3 ili RRF–EF-G.

Eukariotski i arhejski eRF1 se može podijeliti na četiri domena: N-terminalni (N), srednji (M), C-terminalni (C), plus minidomen: N domen je odgovoran za prepoznavanje stop kodona. Motivi uključuju i . GGQ motiv u M domenu je ključan za aktivnost peptidil-tRNA hidrolaze (PTH).

Za razliku od bakterijske verzije, eRF1–eRF3–GTP se vežu u podkompleks, putem motiva na RF3. Prepoznavanje stop kodona uzrokuje da eRF3 hidrolizuje GTP, a rezultirajuće kretanje stavlja GGQ u PTC kako bi se omogućila hidroliza. Pomjeranje također uzrokuje pomjeranje otiska prstiju od +2 nt. Arhejski aRF1–EF1α–GTP kompleks je sličan. Mehanizam okidanja sličan je mehanizmu aa-tRNK–EF-Tu–GTP.

Homologni sistem je Dom34/Pelota–Hbs1, eukariotski sistem koji razgrađuje zaustavljene ribosome. Nema GGQ. Recikliranje i razbijanje posreduje ABCE1.

Reference

Vanjski linkovi

Kategorija:Proteini Kategorija:Biosinteza proteina