Povratak
PROJEKT 09.01/293
NAZIV PROJEKTA:
Non-canonical roles of aminoacyl-tRNA synthetases
(Nekanonske uloge aminoacil-tRNA-sintetaza)
FINANCIRANJE:
Hrvatska zaklada za znanost
TRAJANJE PROJEKTA:
02.01.2013.- 01.04.2016.
VODITELJ PROJEKTA:
Ita Gruić Sovulj (Ivana Weygand-Đurašević)
INSTITUCIJE KOJE SUDJELUJU U PROJEKTU:
Sveučilište u Zagrebu, Prirodoslovno-matematički fakultet
Institut "Ruđer Bošković", Zagreb
Klinički bolnički centar Zagreb
ETH Zürich, Institute of Molecular Biology and Biophysics
The Ohio State University, Columbus
VRIJEDNOST PROJEKTA:
1 350.000 Kn
SAŽETAK:
U suradnji s domaćim i stranim partnerima studirat ćemo neuobičajene ili nekanonske uloge aminoacil-tRNA-sintetaza (aaRS) u prijenosu genetičke poruke i drugim staničnim procesima. AaRS su esencijalni enzimi u stanici, koji kataliziraju esterifikaciju transfer RNA pripadnim aminokiselinama. Nastale aminoacil-tRNA sudjeluju u biosintezi proteina na ribosomu. Međutim, nedavno su otkrivene i druge (nekanonske) funkcije tih enzima. U svim domenama života aaRS tvore makromolekulske komplekse s drugim sintetazama i/ili s nesintetaznim proteinima. Takva združivanja mogu mijenjati funkciju i lokalizaciju sintetaza u stanici.
U arhejama smo identificirali sintetazni kompleks koji se veže na ribosome. Istražit ćemo posljedice formiranja takvog super-kompleksa na efikasnost i točnost translacije. Multi-sintetazni kompleksi bi mogli poslužiti i kao "skladišta" sintetaza. Promjene uvjeta u stanici utjecat će na oslobađanje sintetaza iz repozitorija i omogućiti im obavljanje nekanonskih zadaća izvan translacije, primjerice u degradaciji proteina.
K tome, proteini nalik aminoacil-tRNA-sintetazama, izvorne veličine ili skraćeni, sudjeluju u neribosomskoj sintezi peptida i drugih prirodnih spojeva. Nedavno smo opisali skraćene homologe seril-tRNA-sintetaza koji ne aminoaciliraju tRNA, već prenose aktivirane aminokiseline na specifične proteine-nosače. Istražujemo produkte i funkcije tih novootkrivenih biosintetskih putova.
U planu je pilot-studij o povezanosti disregulacije aaRS i razvoja tumora.
Naša su istraživanja temeljna, s potencijalnom primjenom u farmakologiji i zdravstvu.
PROJEKTNI TIM:
PMF: Ana Crnković, Nevena Cvetešić, Morana Dulić, Vlatka Godinić Mikulčić, Ita Gruić Sovulj, Jelena Jarić, Mario Kekez, Sonja Lesjak, Marko Močibob, Jasmina Rokov Plavec, Vesna Simunović
IRB: Nives Ivić, Marija Luić
KBC: Tvrtko Hudolin
ETH: Nenad Ban
OSU: Michael Ibba
CILJEVI I OČEKIVANI REZULTATI:
- Karakterizacija interakcije aminoacil-tRNA-sintetaza s ribosomom
a) detekcija supermolekulskog kompleksa različitim metodama
b) identifikacija ribosomskih proteina na koje se vežu sintetaze
c) razjašnjenje hipoteze o navođenju tRNA (“tRNA-channeling hypothesis”) - Identifikacija izvantranslacijskih procesa u kojima sudjeluju aaRS
a) u metanogenim arhejama
b) u biljkama - Određivanje uloge homologa aaRS u neribosomskoj biosintezi peptida i/ili sintezi drugih prirodnih spojeva
a) istražiti specifičnost interakcije između homologa arhejske seril-tRNA-sintetaze (aSerRS-homolog) i njegovog supstrata, protein-nosača (Carrier Protein, CP)
b) odrediti 3D-strukturu kompleksa i istražiti mehanizam aminoacilacije proteina-nosača
c) načiniti fenotipsku analizu bakterijskih sojeva s inaktiviranim genima za aSerRS-homolog i CP
d) istražiti funkciju gena/proteina iz genomske okoline aSerRS-homolga
e) istražiti funkciju novootkrivenih biosintetskih putova u nekoliko različitih skupina bakterija - Usporediti ekspresiju nekih aaRS u normalnom i tumorskom tkivu i istražiti eventualnu povezanost disregulacije sintetaza i progresa tumora
PUBLIKACIJE:
Mocibob, M., Ivic, N., Luic, M. and Weygand-Durasevic, I. (2013)
Adaptation of aminoacyl-tRNA synthetase catalytic core to carrier protein aminoacylation, Structure, 21 (2013) 614-626.
Perona, J. J. and Gruic-Sovulj, I. (2013)
Synthetic and editing mechanisms of aminoacyl-tRNA synthetases, Top. Curr. Chem. DOI: 10.1007/128_2013_456
Godinic-Mikulcic, V., Jaric, J., Greber, B., Franke, V., Hodnik, V., Anderluh, G., Ban, N. and Weygand-Durasevic, I. (2014)
Archaeal aminoacyl-tRNA synthetases interact with the ribosome to recapture the tRNAs, Nucleic Acids Res. 42(8):5191-201.
Maršavelski, A., Lesjak, S., Močibob, M., Weygand-Đurašević, I., Tomić, S. (2014)
A single amino acid substitution affects the substrate specificity of the seryl-tRNA synthetase homologue, Molecular biosystems. 10 (12); 3207-3216.
Maršavelski, A., Močibob, M., Gruić- Sovulj, I., Vianello, R. (2015)
The origin of specificity and insight into recognition between an aminoacyl carrier protein and its partner ligase. Physical Chemistry Chemical Physics, 17 (2015), 29; 19030-19038.
Dulic M., Perona J.J., Gruic-Sovulj I. (2014)
Determinants for tRNA-Dependent Pretransfer Editing in the Synthetic Site of Isoleucyl-tRNA Synthetase,Biochemistry, 53 (39), 6189–6198
Kekez, M., Bauer, N., Šarić, E., Rokov-Plavec, J. (2016)
Exclusive cytosolic localization and broad tRNASer specificity of Arabidopsis thaliana seryl-tRNA synthetase, J. Plant Biol. 59(1):44-54.
Cvetesic N., Dulic M., Bilus M., Sostaric N., Lenhard B., Gruic-Sovulj I. (2016)
Naturally Occurring Isoleucyl-tRNA Synthetase without tRNA-Dependent Pre-Transfer Editing, JBC, in press.
PREDAVANJA I POSTERI:
Ivana Weygand-Đurašević, "Adaptacija drevnih proteina novim funkcijama", Hrvatska akademija znanosti i umjetnosti, Zagreb, 31. siječnja 2013. Pozvano predavanje.
Crnković, A., Tkalčić, M., Godinić-Mikulčić, V., Hodnik, V., Anderluh, G., Weygand- Đurašević, "Dynamics of an aminoacyl-tRNA synthetase complex assembly: switching between canonical and ancillary roles", XXIII. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera, Osijek, 21.-24.04. 2013. Usmeno priopćenje.
Kekez, M., Rokov-Plavec, J., Bauer, N., Razdorov, G., Weygand-Đurašević, I., "Arabidopsis thaliana cytosolic seryl-tRNA synthetase: studying protein-protein interactions", PRIME-XS Workshop on Phosphopeptide enrichment, labeling strategies and proteomics data analysis, Split, 22-23.10.2013. Postersko priopćenje.
Crnković, A., Tkalčić, M., Godinić-Mikulčić, V., Hodnik, V., Anderluh, G., Weygand- Đurašević, "An adaptable aminoacyl‐tRNA synthetase complex formation: gathering to improve decoding accuracy", Synthetic life: molecules, cells and tissues, Rehovot,Izrael 13.-16.10.2013. Postersko priopćenje.
Godinic-Mikulcic, V., Jaric, J., Greber, B., Franke, V., Hodnik, V., Anderluh, G.,Ban, N., and Weygand-Durasevic, I. "Interaction of aminoacyl-tRNA synthetases with the archaeal ribosome", Barcelona BioMed conferences: Gene translation – fidelity and quality", Barcelona, 02.-0.4.12.2013. Postersko priopćenje.
Kekez, M., Rokov-Plavec, J.,Hodnik, V.,Anderluh, G.,Weygand-Đurašević, I., „Interaction of plant seryl-tRNA synthetase and BEN1, protein involved in brassinosteroid metabolism“, FEBS Advanced Course: Ligand-binding Theory and Practice, Nove Hrady, Češka Republika, 29.06.-06.07.2014. Postersko priopćenje.
Kekez, M., Rokov Plavec, J., Bauer, N., Razdorov, G., Hodnik, V., Anderluh, G., Weygand-Đurašević, I., “In vivo and in vitro analysis of plant seryl-tRNA synthetase interactome“, The Interplay of Biomolecules HDBMB2014, Zadar, Hrvatska, 24-27.09.2014. Postersko priopćenje.
Rokov Plavec, J., Kekez, M., Bauer, N., Šarić, E., Weygand-Đurašević, I. "Arabidopsis thaliana seryl-tRNA synthetase participates in cellular stress response". The Interplay of Biomolecules, HDBMB2014, Zadar, Hrvatska, 24-27.09.2014. Postersko priopćenje.
Simunovic, V., Truman, A., Weygand-Đurašević, I., Gruić-Sovulj, I. "In vitro characterization of an FMN-oxidoreductase dependent aminoacyl-carrier protein hydroxylase AcdB", HSKIKI, 21-24.travnja, 2015, Zagreb. Postersko priopćenje.
Godinic Mikulcic, V., Sviben I., Rokov-Plavec, J., Gruic-Sovulj, I. "Fluorescence approach for determination of ribosomal L12 protein binding domains involved in interaction with seryl-tRNA synthetase", HSKIKI, 21-24.travnja, 2015, Zagreb. Postersko priopćenje.
Maršavelski, A., Lesjak, S., Močibob, M., Weygand-Đurašević, I., Tomić, S. "Substitution of a single active site amino acid drastically alters the substrate specificity of a seryl-tRNA synthetase homologue", HSKIKI, 21-24.travnja, 2015, Zagreb. Postersko priopćenje.
Šoštarić, N., Cvetešić, N., Dulić, M., Biluš, M., Gruić-Sovulj, I. "Significance of the pre-transfer editing pathway in eukaryotic isoleucyl-tRNA synthetase", HSKIKI, 21-24.travnja, 2015, Zagreb. Postersko priopćenje.
Simunovic V., Truman A., Weygand-Djurasevic I., Gruic Sovulj I., „In vitro characterization of a two-component aminoacyl-carrier protein monooxygenase AcdB that is dependent on FMN-oxidoreductase“, Course on Mass Spectrometry in Biotechnology and Medicine, Dubrovnik, Croatia, 5.-11. srpnja 2015. Postersko priopćenje.
Simunovic V., Truman A., Gruic Sovulj I., „In vitro characterization of a two-component aminoacyl-carrier protein dependent monooxygenase that acts in concert with FMN-oxidoreductase“, 2nd European Conference on Natural Products, Frankfurt am Main,Njemačka, 6.-9.9. 2015. Postersko priopćenje.
Kekez, M., Zanki, V., Hodnik, V., Anderluh, G., Duchêne, A.,Rokov Plavec, J.,“Pinpointing the interaction domains of plant seryl- trna synthetase and metabolic protein BEN1“, FEBS3+ Meeting: Molecules of Life , Portorož, Slovenija, 16-19.09.2015. Postersko priopćenje.
Kekez, M., Bauer, N., Hodnik, V., Anderluh, G., Duchêne, A-M., Rokov Plavec, J., “Noncanonical interactions of plant seryl-tRNA synthetase”, 10th International Symposium on Aminoacyl-tRNA Synthetases, Barcelona, Španjolska, 18.-22.10.2015. Pozvano predavanje.
Dulić, M., Cvetešić, N., Palencia, A., Cusack, S.,Gruić-Sovulj, I.,“ The origin of specificity and evolution of the synthetic and editing pathways in class I aaRSs“, 10th International Symposium on Aminoacyl-tRNA Synthetases, Barcelona, Španjolska, 18.-22.10.2015. Pozvano predavanje.
Cvetešić, N., Biluš, M.,Gruić-Sovulj, I.,“ The prime function of leucyl-tRNA synthetase proofreading is prevention of the non-canonical mistranslation in Escherichia coli“, 10th International Symposium on Aminoacyl-tRNA Synthetases, Barcelona, Španjolska, 18.-22.10.2015. Usmeno priopćenje.
Rokov Plavec J., “Interakcije i nove funkcije aminoacil-tRNA-sintetaza”, Odjel za biotehnologiju Sveučilišta u Rijeci, Rijeka, 26. 11 2015. Pozvano predavanje.
OSTALE AKTIVNOSTI I ODJECI:
Marko Močibob bio je na postdoktorskom usavršavanju na The Ohio State University, Columbus, SAD u laboratoriju prof. Michael Ibba, 1. rujan 2013. - 30. travanj 2014.
TV prilog u emisiji "Trenutak spoznaje" u četvrtak 14. 3. 2013 u 14.35 na HRT1
Izlaganje Ivane Weygand-Đurašević u HAZU emitirano je u obliku dvije emisije "Eppur si muove", 11. i 18. veljače 2013.
Obrana doktorske disertacije Nives Ivić "Strukturna karakterizacija bakterijske glicin:protein-nosač-ligaze i njenih kompleksa sa supstratima", Prirodoslovno-matematički fakultet, 16.04.2013.
Razgovor s Markom Močibobom povodom objavljivanja rada u časopisu "Structure", "Eppur si muove", kolovoz 2013.
Obrana diplomskog rada Maje Šemanjski "Kloniranje i pročišćavanje reprezentativnih predstavnika porodice enzima aminokiselina:protein-nosač-ligaza", Prirodoslovno-matematički fakultet, Kemijski odsjek, 15.11.2013., Mentor: Ivana Weygand-Đurašević
Obrana diplomskog rada Dore Sviben "Heterologna ekspresija, pročišćavanje i karakterizacija proteina iz genomske okoline aminokiselina:[protein-nosač]-ligaze i protein- nosača iz Agrobacterium fabrum C58", Prirodoslovno-matematički fakultet, 19.09. 2014., Mentor: Ivana Weygand-Đurašević, Jasimina Rokov Plavec
Obrana doktorske disertacije Ane Crnković "Dynamics of an aminoacyl-tRNA synthetase assembly" Zagreb, Prirodoslovno-matematički fakultet, 17.9.2014., Mentor: Ivana Weygand-Đurašević, Ita Gruić Sovulj
Obrana diplomskog rada Ele Šarić "Seril-tRNA-sintetaza iz biljke Arabidopsis thaliana: stanična lokalizacija i priprema skraćenih varijanti proteina", Prirodoslovno-matematički fakultet, 27.02.2015., Mentor: Jasmina Rokov Plavec, Draginja Mrvoš-Sermek
Obrana diplomskog rada Nikoline Šoštarić "Priprema kvaščevog sustava izoleucil-tRNA-sintetaze za kinetičku karakterizaciju", Prirodoslovno-matematički fakultet, 29.6.2015., Mentor: Ita Gruić Sovulj
Neveni Cvetešić dodijeljena je stipendija L'Oreal-Unesco "Za žene u znanosti 2015."
Neveni Cvetešić i Vlatki Godinić Mikulčić dodijeljena je Godišnja nagrada Hrvatskog društva za biokemiju i molekularnu biologiju mladim znanstvenicima za 2014 godinu.
Članovi Zavoda za biokemiju organizirali su radionicu "Symposium and workshop on microscale thermophoresis” na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu u Zagrebu, 30.6.-1.7.2015.
Iti Gruić Sovulj dodijeljena je godišnja nagrada za znanost za 2014. godinu
Vlatka Godinić Mikulčić održala je predavanje povodom primitka Godišnja nagrada za mlade znanstvenike za 2014. od HDBMB-a: "Udruživanje aminoacil-tRNA-sintetaza s ribosomima zbog direktnog prijenosa supstrata u ciklusu tRNA u translaciji proteina", Zagreb, 10.9.2015.
Razgovor s Itom Gruić Sovulj o njenom znanstvenom radu u emisijiEppur si muove, Hrvatski radio, 14. prosinca, 2015.
Ita Gruić Sovulj sudjelovala je u prilogu o mehanizmima očuvanja točnosti biosinteze proteina u emisiji Treći element, HRT, 3. prosinca, 2015.
Ita Gruić Sovulj održala je seminar “Quality control in aminoacyl-tRNA synthesis preserves the canonical translation in Escherichia coli”, Proteome Center Tuebingen, Njemačka, 24.11. 2015.
Razgovor s Jasminom Rokov Plavec povodom organiziranja radionice "Symposium and workshop on microscale thermophoresis”, Hrvatski radio, 8.6.2015.
Nevena Cvetešič boravila je u sklopu bilateralne suradnje na Eberhard Karls Universität, Tübingen, Njemačka, studeni-prosinac 2015.
Morana Dulić boravila je u sklopu bilateralne suradnje na Eberhard Karls Universität, Tübingen, Njemačka, studeni 2015.
Sonja Lesjak boravila je na znanstvenom usavršavanju na Technische Universität Berlin, Njemačka, rujan-studeni 2014.
