Mehanizmi popravka pogreške leucil-tRNA-sintetaze sprječavaju nekanonsku mistranslaciju proteoma bakterije Escherichia coli

disertacija

• Naslov (engleski): Proofreading activities of leucyl-tRNA synthetase prevent noncanonical mistranslation of the Escherichia coli proteome
• Autor: Nevena Cvetešić
• Mentor: Ita Gruić Sovulj (mentor)
• Član povjerenstva: Branimir Bertoša (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ita Gruić Sovulj (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Gordana Maravić Vlahoviček (član povjerenstva); MBZ: 237106
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2015-03-18, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija
• Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC): 54 - Kemija. Kristalografija. Mineralogija

Sažetak

Sažetak Aminoacil-tRNA-sintetaze (aaRS) su enzimi koji kataliziraju povezivanje aminokiseline i tRNA. Povezivanje isključivo pripadnog para presudno je za točnu biosintezu proteina. AaRS koje nisu dovoljno specifične za pripadnu aminokiselinu imaju složene mehanizme popravka vlastitih pogrešaka. Popravak se može odvijati prije (hidroliza aminoacil-adenilata) ili nakon prijenosa aminokiseline na tRNA (hidroliza misacilirane tRNA). U ovoj disertaciji detaljno su okarakterizirane sintetska i hidrolitičke reakcije leucil-tRNA-sintetaze (LeuRS) iz bakterije E. coli. Pokazano je da LeuRS ne koristi tRNA-ovisan popravak pogreške prije prijenosa i da pogreške uklanja kroz hidrolizu misacilirane tRNA. Izoleucin je u literaturi istaknut kao dobar supstrat LeuRS koji ugrožava točnost dekodiranja leucinskih kodona. Kinetički eksperimenti pokazuju da LeuRS u sintetskoj reakciji učinkovito isključuje izoleucin, zbog čega popravak pogreške nema ulogu u sprječavanju mistranslacije leucinskih kodona izoleucinom. Nedavno je pokazano da se norvalin, neproteinogena aminokiselina, nakuplja u bakterijskoj citoplazmi u uvjetima nedostatka kisika. Rezultati ove disertacije pokazuju da je glavna biološka funkcija hidrolitičkog popravka LeuRS isključivanje norvalina iz genetičkog koda. Kroz ovo istraživanje otkrivena je poveznica popravka pogreške LeuRS i mehanizama prilagodbe bakterija na rast u uvjetima sa smanjenom količinom kisika.

Sažetak (engleski)

Aminoacyl-tRNA synthetases (aaRS) are enzymes that catalyse pairing of amino acids and tRNAs. As coupling of cognate pairs is crucial for accurate protein biosynthesis, aaRSs have developed complex proofreading mechanisms for correction of errors made in amino acid selection. Proofreading may occur before (hydrolysis of aminoacyl-adenylate), or after transfer of amino acid to tRNA (hydrolysis of misacylated tRNA). Synthetic and hydrolytic reactions of leucyl-tRNA synthetase (LeuRS) are characterised in detail within this thesis. The results demonstrate that LeuRS lacks tRNA-dependent pre-transfer editing and relies on robust post-transfer editing to clear aminoacylation errors. Isoleucine is generally thought to be a significant threat for accurate leucylation. However, kinetic experiments demonstrate that LeuRS efficiently excludes isoleucine in the synthetic reaction and that hydrolytic repair does not have a role in isoleucine elimination. A recent study showed that norvaline, a non-proteinogenic amino acid, accumulates in bacterial cytoplasm during oxygen deprivation. It appears that the major biological role of LeuRS editing is exclusion of norvaline from the genetic code. Research within this thesis reveals that LeuRS editing is interconnected with cellular mechanisms that ensure bacterial adaptability to low-oxygen environment.

• Ključne riječi: elongacijski faktor Tu; leucil-tRNA-sintetaza; mikroaerobni uvjeti; mistranslacija; norvalin; popravak pogreške
• Ključne riječi (engleski): elongation factor Tu; leucyl-tRNA synthetase; micro-aerobic conditions; mistranslation; norvaline; proofreading
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:762578
• Studijski program: Naziv: Kemija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: poslijediplomski doktorski; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje kemija (dr. sc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Opseg: 161 str. ; 30 cm
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2017-02-07 13:34:47