Macromolecular complexes of aminoacyl-tRNA synthetases and their role in translational quality control and non-ribosomal peptide synthesis

 Makromolekularni kompleksi aminoacil-tRNA-sintetaza i njihova uloga u kontroli ribosomske i neribosomske biosinteze proteina

 Rezultati:

Na temelju strukturno-funkcionalne karakterizacije seril-tRNA-sintetaza (SerRS) iz metanogenih arheja razjašnjen je mehanizam djelovanja ovog ključnog enzima i postavljena je hipoteza o uključivanju arhealnih SerRS u multiproteinske komplekse (publikacije 1-5); studirani su inhibitori serilacije (rad broj 6). Detektiran je kompleks dviju aminoacil-tRNA-sintetaza kod metanogenih arheja, koji stvara interakcije i s nekoliko nesintetaznih proteina (rad broj 10). Studirani su uzroci toksičnih efekata pri nagomilavanju arhealnih SerRS u bakteriji (rad broj 7). Kratki revijalni članak s komentarima o upotrebi kodona pri translaciji objavljen je u časopisu Science (rad broj 9). Otkrivena je nova grupa neobičnih, seril-tRNA-sintetazama sličnih enzima (homologa SerRS) koji aktiviraju aminokiseline, ali ih ne prenose na tRNA, već na fosfopanteteinsku prostetičku skupinu malih proteina, koji vjerojatno sudjeluju u neribosomskoj sintezi peptida. Riješena je prostorna struktura i razjašnjen je način djelovanja jednog homologa SerRS (rad broj 8 i 11). Naši najnoviji rezultati opisuju način njegove interakcije (makromolekularni kompleks) s jednim od proteina iz neribosomskog biosintetskog puta.

Aktivnosti:

• 20 posterskih priopćenja i/ili predavanja na znanstvenim skupovima.
• Obranjene su tri doktorske disertacije izravno vezane uz problematiku projekta (J. Jarić, M. Močibob i V. Godinić Mikulčić) i pet diplomskih radova.
• V. Godinić Mikulčić, M. Močibob i A. Crnković su u više navrata boravili u inozemnim suradnim institucijama radi izvođenja dijelova projekta.
• U siječnju 2009. godine nabavljen je novi kromatografski uređaj AKTApurifier 10, koji je najvećim dijelom financiran sredstvima projekta, dok je godine 2010. sufinancirana nabava čitača mikrotitracijskih pločica. Tijekom projekta je nabavljeno i nekoliko manjih laboratorijskih uređaja (stolnih centrifuga, kupelji, koncentratora).

Publikacije:

1. Bilokapic, S., Rokov Plavec, J., Ban, N. and Weygand-Durasevic, I. (2008) Structural flexibility of the methanogenic-type seryl-tRNA synthetase active site and its implication for specific substrate recognition, FEBS J. 275, 2831-2844.
2. Bilokapic, S., Ivic, N, Godinic Mikulcic, V., Piantanida, I., Ban, N. and Weygand-Durasevic, I. (2009) Idiosyncratic helix-turn-helix motif in Methanosarcina barkeri seryl-tRNA synthetase has a critical architectural role, J. Biol. Chem. 284, 10706-10713.
3. Lesjak, S. and Weygand-Durasevic, I. (2009) Recognition between tRNA^Ser and archaeal seryl-tRNA synthetases monitored by suppression of bacterial amber mutations, FEMS Lett. 294, 11-118.
4. Bilokapic, S., Ban, N., and Weygand-Durasevic, I. (2009). Seryl-tRNA synthetases: enzymes with multiple personalities, Croatica Chem. Acta 82, 51-59.
5. Jaric, J., Bilokapic, S., Lesjak, S., Crnkovic, A., Ban, N., and Weygand-Durasevic, I. (2009) Identification of amino acids in the N-terminal domain of atypical methanogenic-type seryl-tRNA synthetase critical for tRNA recognition, J. Biol. Chem. 284, 30643-30651.
6. Gruic-Sovulj, I., Dulic, M., Jaric, J., Cvetesic, N., Majsec, K., and Weygand-Durasevic, I. (2010) Efficiently activated serine analogue is not transferred to yeast tRNA^Ser, Croatica Chem. Acta 83, 163-169.
7. Lesjak, S., Boko, D., and Weygand-Durasevic, I. (2010) Seryl-tRNA synthetases from methanogenic archaea: suppression of bacterial amber mutation and heterologous toxicity, Food Technol. Biotechnol. 48, 512-518.
8. Mocibob, M., Ivic, N., Bilokapic, S., Maier, T, Luic, M., Ban, N., and Weygand-Durasevic, I. (2010) Homologs of aminoacyl-tRNA synthetases acylate carrier proteins and provide a link between ribosomal and nonribosomal peptide synthesis, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 14585-14590.
9. Weygand-Durasevic, I. and Ibba, M. (2010) New roles for codon usage, Science 329, 1473-1474.
10. Godinic-Mikulcic, V., Jaric, J., Hausmann, C. D., Ibba, M. and Weygand-Durasevic, I. (2011) An archaeal tRNA-synthetase complex that enhances aminoacylation under extreme conditions, J. Biol. Chem. in press, doi: 10.1074/jbc.M110.168526.
11. Mocibob, M., Ivic, N., Subasic, D., Luic, M. and Weygand-Durasevic, I. (2011) Substrate recognition by novel family of amino acid:[carrier protein] ligases, submitted

Predavanja:

Weygand-Đurašević, I.
The many faces of serine activating enzymes in protein biosynthesis // 5th Central European Conference "Chemistry toward biology", Primošten, 2010. (pozvano predavanje)

Močibob, M., Ivić, N., Bilokapić, S., Maier, T., Luić, M., Ban, N, Weygand-Đurašević, I.
Homologs of class II aminoacyl-tRNA synthetases: a possible link between protein synthesis and non-ribosomal peptide synthesis // 23rd tRNA Workshop: From origin of life to biomedicine, Aveiro, Portugal, 2010. (predavanje)

 Weygand-Đurašević, I.
Architectural role of idiosyncratic helix-turn-helix motif in methanogenic type seryl-tRNA synthetase // BIT's 3rd Annual Protein and peptide Conference (Pep-2010), Peking, 2010. (pozvano predavanje)

Gruić-Sovulj, I.
Aminoacyl-tRNA synthetases: accuracy of substrate recognition and catalysis // XXI. hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera, Trogir, 2009. (pozvano predavanje)

Weygand-Đurašević, I.
The role of aminoacyl-tRNA synthetases in the evolution of genetic code: Distinct evolutionary origins of seryl-tRNA synthetases // Simpozij o Darwinu, Hrvatska Akademija znanosti i umjetnosti, Zagreb, 2009. (pozvano predavanje).

Godinić, V., Jarić, J., Ibba, M., Weygand-Đurasević, I.
Biochemical insight into the complex of arginyl- and seryl-tRNA synthetases in methanogenic archaea // aaRS2008: International conference on aminoacyl-tRNA synthetases; from basic mechanisms to system biology. Veyrier du Lac, France, 2008. (predavanje)

Jarić, J., Bilokapić, S., Crnković, A., Lesjak, S., Ban, N., Weygand-Durasevic, I.
The role of N-terminal domain of seryl-tRNA synthetase from Methanosarcina barkeri in tRNA binding // Congress of the Croatian Society of Biochemistry and Molecular Biology with international participation, Osijek, 2008. (predavanje).

Močibob, M., Ivić, N., Luić, M., Weygand-Đurašević, I.
Seril-tRNA-sintetaze iz metanogenih arheja i njihovi eubakterijski homolozi // 50 godina molekularne biologije u Hrvatskoj , Zagreb, 2008. (predavanje)

Weygand-Đurašević, I.
Kratki prikaz UKF projekta 1B 10/07 u Hrvatskoj gospodarskoj komori, Zagreb, 1. srpanj 2008.

Natrag...