신장 및 펩타이드 결합 형성

신장은 리보솜이 메신저 RNA를 한 번에 하나의 코돈씩 읽으면서 성장하는 폴리펩타이드에 아미노산을 추가하는 번역의 반복적인 단계입니다. 각 주기는 아미노아실-전이 RNA의 정확한 선택, 펩타이드 결합 형성, 그리고 리보솜의 다음 코돈으로의 이동을 결합합니다.

Definition

신장은 코돈 지향 아미노아실-tRNA 선택, P-자리 펩티딜-tRNA와 A-자리 아미노아실-tRNA 사이의 펩타이드 결합 형성, 그리고 리보솜을 한 코돈만큼 전진시키는 GTP 구동 전위의 반복적인 리보솜 주기입니다.

Scope

이 주제는 신장 주기의 세 가지 연관된 사건을 다룹니다: 신장 인자 Tu (또는 eEF1A)에 의한 아미노아실-tRNA의 해독 및 전달, 리보솜의 펩티딜 전이효소 중심에서의 펩타이드 결합 촉매 작용, 그리고 신장 인자 G (또는 eEF2)에 의해 구동되는 전위. 또한 속도와 정확성이 어떻게 균형을 이루는지도 다룹니다. 이것은 임상 지침이 아닌 기계론적인 주제입니다.

Core questions

• 각 코돈에 대해 올바른 아미노아실-tRNA는 어떻게 선택됩니까?
• 리보솜은 펩타이드 결합 형성을 어떻게 촉매합니까?
• 메신저 RNA를 따라 전위를 구동하는 것은 무엇입니까?
• 신장 속도와 정확성은 어떻게 균형을 이룹니까?

Key concepts

• 아미노아실 (A), 펩티딜 (P), 그리고 출구 (E) 자리
• 신장 인자 Tu / eEF1A
• 펩티딜 전이효소 중심
• 신장 인자 G / eEF2 및 전위
• GTP 가수분해
• 해독 충실도 및 교정

Key theories

RNA 촉매로서의 리보솜 펩티딜 전이

펩티딜 전이효소 중심은 리보솜 RNA로 구성되어 있으며, 이는 리보솜이 주로 기질 위치 지정을 통해 펩타이드 결합 형성을 촉진하는 근본적으로 리보자임임을 나타냅니다.

유도 적합 해독 및 운동학적 교정

동족 코돈-안티코돈 쌍은 신장 인자 Tu에서 GTP 가수분해를 가속화하는 구조적 변화를 유발하며, 가수분해 후의 교정 단계는 잘못된 tRNA를 거부할 두 번째 기회를 제공하여 정확성을 공동으로 향상시킵니다.

Mechanisms

각 신장 주기에서, 신장 인자 Tu (진핵생물에서는 eEF1A)는 GTP와의 복합체 형태로 아미노아실-tRNA를 리보솜 A 자리에 전달합니다; 정확한 코돈-안티코돈 쌍은 해독 중심에서 감지되어 GTP 가수분해를 자극하며, 그 후 교정 단계에서 여전히 거의 일치하는 tRNA를 거부할 수 있습니다. 수용된 아미노아실-tRNA는 펩티딜 전이효소 중심에 수용되며, 여기서 리보솜 RNA는 성장하는 사슬을 새로운 아미노산으로 옮기는 것을 촉매하여 펩타이드 결합을 형성합니다. 그런 다음 신장 인자 G (eEF2)는 GTP 가수분해를 사용하여 전위를 구동하고, tRNA와 mRNA를 이동시켜 다음 코돈이 A 자리에 들어가고 탈아실화된 tRNA가 빠져나가도록 합니다. 구조적 스냅샷은 이러한 상태를 시각화하여 해독, 촉매 작용 및 이동이 어떻게 조율되는지 명확히 했습니다.

Clinical relevance

여러 항생제와 독소는 아미노아실-tRNA 전달, 펩티딜 전이효소 반응 또는 전위를 차단하는 방식으로 신장에 작용하며, 이는 항균 작용 및 특정 독소를 이해하는 데 이 단계를 중요하게 만듭니다. 이 항목은 분자 메커니즘을 설명하며 개별 진단 또는 치료 결정의 근거가 아닙니다.

Evidence & guidelines

신장 메커니즘은 박테리아 및 진핵생물 리보솜에 대한 운동학적, 생화학적, 고해상도 구조 연구에 의해 뒷받침되며, 주요 검토 문헌에 통합되어 있습니다.

History

1960년대와 1970년대의 생화학적 연구는 신장 인자와 기본적인 A, P, E 자리 프레임워크를 확인했습니다. 1990년대의 운동학적 연구는 GTP 가수분해가 해독 및 전위를 어떻게 구동하는지 확립했으며, 2000년대 이후의 결정학 및 저온 전자현미경 구조는 연속적인 신장 상태의 리보솜을 포착하여 펩티딜 전이효소 중심에서의 RNA 촉매 작용을 확인했습니다.

Key figures

• V. Ramakrishnan
• Marina Rodnina
• Wolfgang Wintermeyer
• Rachel Green

Seminal works

• schmeing-2009
• voorhees-2009
• rodnina-1997

Frequently asked questions

단백질이 펩타이드 결합을 촉매합니까?

아닙니다. 구조 연구에 따르면 펩티딜 전이효소 중심은 리보솜 RNA로 구성되어 있으므로 리보솜은 주로 반응 기질을 배치함으로써 리보자임으로서 펩타이드 결합을 형성합니다.

리보솜이 메신저 RNA를 따라 움직이게 하는 것은 무엇입니까?

전위는 신장 인자 G (진핵생물에서는 eEF2)가 GTP 가수분해 에너지를 사용하여 각 주기마다 리보솜을 정확히 한 코돈만큼 전진시킴으로써 구동됩니다.