Pierwszą, wysokorozdzielczą strukturę Elongatora uzyskaną przy pomocy kriomikroskopii elektronowej opisali badacze z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. To przełomowe odkrycie rzuca światło na rolę jednego z białkowych podkompleksów.
Elongator jest dużym i wielopodjednostkowym kompleksem białkowym złożonym z dwóch odrębnych podkompleksów: Elp123 i Elp456. Odpowiada za katalizę pierwszego etapu modyfikacji urydyny (U34, tzw. wobbleuridine), a dokładniej jej węgla, poprzez przyłączenie grupy karboksymetylowej (cm5), która to grupa ulega dalszej modyfikacji w wyniku aktywności innych enzymów. W celu zapewnienia efektywnego kotranslacyjnego fałdowania powstającego łańcucha polipeptydowego, tylko w pełni zmodyfikowane tRNA wiąże się w optymalny sposób z rybosomami biorącymi udział w translacji.
Naukowcy z Grupy Badawczej Maxa Plancka z Małopolskiego Uniwersytetu Jagiellońskiego w najnowszej publikacji opisali rolę Elp456 ze szlaku modyfikacji tRNA. Udało się im określić struktury przestrzenne kilku stanów pośrednich oraz w pełni uformowanego kompleksu Elongatora z drożdży i myszy. Uzyskane wyniki wykazały bardzo wysokie zachowanie struktury i funkcji Elongatora wśród eukariontów. Analizy in vitro i in vivo pozwoliły na szczegółową charakterystykę molekularną dwóch podkompleksów Elongatora i tego, jak oddziałują one ze sobą.
Subtelne różnice strukturalne pomiędzy Elp123 związanym z tRNA a wolnym Elongatorem pozwoliły nam zaproponować funkcję Elp456, która według nas jest związana z uwalnianiem zmodyfikowanych tRNA z podkompleksu katalitycznego – podkreśla dr Marcin Jaciuk, główny autor pracy.
Dr hab. Sebastian Glatt, współautor publikacji, jest przekonany co do istotnej funkcji Elp456.
Porównując centra aktywne drożdżowego i mysiego Elp123 w różnych stanach aktywności, udało nam się zrobić duży, kolejny krok w scharakteryzowaniu molekularnych mechanizmów aktywności modyfikacyjnej Elongatora. Projekt, który rozpocząłem dekadę temu podczas mojego stażu podoktorskiego w Europejskim Laboratorium Biologii Molekularnej, wreszcie osiągnął swój cel: zrozumiałem, jak wygląda i działa ten ważny kompleks białkowy – przekonuje lider grupy badawczej.
Jego zespół przygotował wszystkie próbki w Pracowni Biologii Strukturalnej MCB i zebrał większość danych przy pomocy wysokiej klasy kriomikroskopu elektronowego TitanKrios G3i, który znajduje się w Narodowym Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS. Badania zostały przeprowadzone we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Kassel, Berlińskiego Uniwersytetu Technicznego oraz Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej w Hamburgu.
Wyniki badań ukazały się w tym tygodniu w Nucleic Acids Research. Artykułowi nadano status przełomowego!
MK