Wielofunkcyjne bialko CBC dynamika wiazania konca 5 mrna

Transkrypt

1 Wielofunkcyjne bialko CBC dynamika wiazania konca 5 mrna Ryszard Stolarski UNIWERSYTET WARSZAWSKI Wydzial Fizyki, Instytut Fizyki Doswiadczalnej, Zaklad Biofizyki ul. Zwirki i Wigury 93, Warszawa stolarsk@biogeo.uw.edu.pl

2 Wielofunkcyjne bialko CBC dynamika wiazania konca 5 mrna Plan prezentacji Biologiczna rola jadrowego kompleksu wiazacego kap CBC Asocjacja CBC - kap: miareczkowanie fluorescencyjne Kinetyka tworzenia kompleksów CBC - kap: badania SPR Model wiazania CBC - kap vs. model wiazania eif4e - kap Konsekwencje biologiczne dla pierwszej rundy translacji Oddzialywania warstwowe w stabilizacji kompleksów bialko - kap

3 Biological role of CBC

4 mrna 5 cap structure

5 mrna 5 cap binding, translation initiation proteins eif4e CBC eukaryotic Initiation Factor 4E Cap-Binding Complex eif4e b CBC RRM RNA Recognition Motif RBD RNA Binding Domain

6 mrna 5 cap binding, translation initiation proteins eif4e CBC

7 mrna 5 cap binding by CBC

8 mrna 5 cap binding by CBC

9 mrna 5 cap binding by CBC

10 mrna 5 cap binding by CBC fluorescence titrations Worch et al., RNA (2005); Worch et al. JP:CM (2005)

11 mrna 5 cap binding by CBC fluorescence titrations

12 mrna 5 cap binding by CBC mutants fluorescence titration Tyr138 Cap numery Tyr20 Tyr43 Worch et al., J. Mol. Biol. (2009)

13 mrna 5 cap binding by CBC mutants fluorescence titration Tyr138 Cap numery Tyr20 Tyr43 Worch et al., J. Mol. Biol. (2009)

14 Stacking energy for cap-binding by CBC quantum calculations Worch et al., Proteins. (2008)

15 CBC - cap binding kinetics Surface Plasmon Resonance 1 RU = 10-4 degree 1 ng/mm 2 ~ 1000 RU

16 CBC - cap binding kinetics Surface Plasmon Resonance bnbn

17 CBC - cap binding kinetics Surface Plasmon Resonance Tyr138 Cap numery Tyr20 Tyr43 Slow dissociation is responsible for the high stability of the cap-cbc complex Worch et al., J. Mol. Biol. (2009)

18 CBC - cap binding model

19 eif4e vs. CBC cap binding translation nascent peptide eif4e eif4g no passive exchange!!! AUG Ribosome coding sequence CBC pioneer round of translation

20 Stacking energy for cap-binding proteins quantum calculations CBC eif4e VP39 DcpS

21 Stacking energy for cap-binding proteins quantum calculations Worch & Stolarski, Proteins. (2008)

22 Podsumowanie strukturalne właściwości kapu 5 mrna decydujące o stabilizacji kompleksów z CBC: guanozyna podstawiona w pozycji 7 obecność drugiej zasady brak metylacji przy N 2 guanozyny podstawionej w pozycji 7 w analogach dinukleotydowych zróŝnicowana rola trzech tyrozyn CBC w wiązaniu kapu poprzez oddziaływania warstwowe (stacking) kation-π lub π-π dwustopniowy model kinetyczny wiązania kapu przez CBC konieczność aktywnego przekazu mrna zawierającego kap 5 z CBC na eif4e po pierwszej rundzie translacji (udział eif4g?) wzrost energii oddziaływań warstwowych kation - π w porównaniu z π - π w róŝnych kompleksach białko - RNA

23 Publikacje R. Worch, M. Jankowska-Anyszka, A. Niedzwiecka, J. Stepinski, C. Mazza, E. Darzynkiewicz, S. Cusack, R. Stolarski: Diverse role of three tyrosines in binding of the RNA 5 cap to the human nuclear cap binding complex, Journal of Molecular Biology 385, , R. Worch, R. Stolarski: Stacking efficiency and flexibility analysis of aromatic amino acids in cap-binding proteins, Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 71, , R. Worch, A. Niedzwiecka, J. Stepinski, C. Mazza, M. Jankowska-Anyszka, S. Cusack, E. Darzynkiewicz, R. Stolarski: Specificity of recognition of mrna 5 cap by human nuclear cap-binding complex, RNA 11, , 2005 R. Worch, A. Niedzwiecka, J. Stepinski, M. Jankowska-Anyszka, C. Mazza, E. Darzynkiewicz, S. Cusack, R. Stolarski: Significance of the first transcribed nucleoside of capped RNA for ligand-induced folding of the cap-binding complex, Journal of Physics: Condensed Matter 17, S1495-S1502, 2005.

24 Współpraca i podziękowania Zaklad Biofizyki, Instytut Fizyki Doswiadczalnej, Wydzial Fizyki, Uniwersytet Warszawski: Remigiusz Worch, Janusz Stepinski, Edward Darzynkiewicz Zespól Fizyki Biologicznej, Instytut Fizyki PAN: Anna Niedzwiecka Wydzial Chemii, Uniwersytet Warszawski: Marzena Jankowska-Anyszka European Molecular Biology Laboratory, Grenoble, Francja: Catherine Mazza, Stephen Cusack