リボソームリサイクル反応のためのモデルポストターミネーション複合体(PoTC)の化学的・構造的特性評価RRFとEF-GによるmRNAの放出の証拠

Chemical and structural characterization of a model Post-Termination Complex (PoTC) for the ribosome recycling reaction: Evidence for the release of the mRNA by RRF and EF-G.

• Nobuhiro Iwakura
• Takeshi Yokoyama
• Fabio Quaglia
• Kaoru Mitsuoka
• Kazuhiro Mio
• Hideki Shigematsu
• Mikako Shirouzu
• Akira Kaji
• Hideko Kaji

抄録

リボソーム・リサイクリング・ファクター(RRF)の発見に用いられたモデルポストターミネーション複合体(PoTC)を精製し、低温電子顕微鏡分析と生化学的手法を用いて特徴付けを行った。その結果、モデルPoTCはP/EまたはP/P位置に1つのtRNAと1つのmRNAがほとんどを占めていることを明らかにした。この構造研究は、結合したtRNAとmRNAの生化学的測定によって裏付けられました。この基質を用いて、リサイクリング反応中にtRNAの放出、mRNAの放出、リボソームサブユニットの分裂が起こることを明らかにした。これらのイベントの順序は、最初にtRNAが放出され、次にmRNAの放出と分裂がほぼ同時に起こることである。さらに、IF3はリサイクリング反応には関与せず、分裂したリボソームサブユニットの再結合を防ぐだけであることを示した。我々の発見は、RRFの重要な機能がmRNAの放出を含むことを示しているが、これは、末端部位の近くにShine-Dalgarno配列を持つ短いORFを使用することによってしばしば見落とされる。

A model Post-Termination Complex (PoTC) used for the discovery of Ribosome Recycling Factor (RRF) was purified and characterized by cryo-electron microscopic analysis and biochemical methods. We established that the model PoTC has mostly one tRNA, at the P/E or P/P position, together with one mRNA. The structural studies were supported by the biochemical measurement of bound tRNA and mRNA. Using this substrate, we establish that the release of tRNA, release of mRNA and splitting of ribosomal subunits occur during the recycling reaction. Order of these events is tRNA release first followed by mRNA release and splitting almost simultaneously. Moreover, we demonstrate that IF3 is not involved in any of the recycling reactions but simply prevents the re-association of split ribosomal subunits. Our finding demonstrates that the important function of RRF includes the release of mRNA, which is often missed by the use of a short ORF with the Shine-Dalgarno sequence near the termination site.