Wielofunkcyjne bialko CBC dynamika wiazania konca 5 mrna Ryszard Stolarski UNIWERSYTET WARSZAWSKI Wydzial Fizyki, Instytut Fizyki Doswiadczalnej, Zaklad Biofizyki ul. Zwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa e-mail: stolarsk@biogeo.uw.edu.pl
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
Biological role of CBC
mrna 5 cap structure
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
mrna 5 cap binding, translation initiation proteins eif4e CBC
mrna 5 cap binding by CBC
mrna 5 cap binding by CBC
mrna 5 cap binding by CBC
mrna 5 cap binding by CBC fluorescence titrations Worch et al., RNA (2005); Worch et al. JP:CM (2005)
mrna 5 cap binding by CBC fluorescence titrations
mrna 5 cap binding by CBC mutants fluorescence titration Tyr138 Cap numery Tyr20 Tyr43 Worch et al., J. Mol. Biol. (2009)
mrna 5 cap binding by CBC mutants fluorescence titration Tyr138 Cap numery Tyr20 Tyr43 Worch et al., J. Mol. Biol. (2009)
Stacking energy for cap-binding by CBC quantum calculations Worch et al., Proteins. (2008)
CBC - cap binding kinetics Surface Plasmon Resonance 1 RU = 10-4 degree 1 ng/mm 2 ~ 1000 RU
CBC - cap binding kinetics Surface Plasmon Resonance bnbn
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)
CBC - cap binding model
eif4e vs. CBC cap binding translation nascent peptide eif4e eif4g no passive exchange!!! AUG Ribosome coding sequence CBC pioneer round of translation
Stacking energy for cap-binding proteins quantum calculations CBC eif4e VP39 DcpS
Stacking energy for cap-binding proteins quantum calculations Worch & Stolarski, Proteins. (2008)
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
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, 618-627, 2009. R. Worch, R. Stolarski: Stacking efficiency and flexibility analysis of aromatic amino acids in cap-binding proteins, Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 71, 2026-2037, 2008. 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, 1355-1363, 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.
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