Взаимодействие лидерного пептида CMLAL с рибосомой E. coli, связавшей хлорамфеникол в неканоническом сайте
Автор: Макаров Г.И.
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry
Рубрика: Физическая химия
Статья в выпуске: 2 т.16, 2024 года.
Бесплатный доступ
Методами докинга, взвешенной и равновесной молекулярной динамики была получена структура комплекса 70S A/A,P/P-рибосомы E. coli , связавшей антибиотик хлорамфеникол в неканоническом сайте недалеко от пептидилтрансферазного центра в присутствие известного стоп-пептида к нему - ClmAL. В ней хлорамфеникол удерживается в рибосоме за счет вклинивания своего нитрофенильного остатка в полость между остатками Ψ2504 и U2506 23S рРНК и образования гидрофобных контактов с ними, а также водородных связей с остатками G2505 и G2061 23S рРНК. Лидерный пептид ClmAL при этом образует множество стабильных водородных связей с остатками G2061, m2A2503, U2609 и C2610 23S рРНК в рибосомном туннеле. Молекулярно-динамическое моделирование этого тройного комплекса показало, что механизм действия антибиотика заключается в индуцировании расхождения субстратов пептидилтрансферазной реакции друг относительно друга на расстояние, исключающее реакцию транспептидации. Это расхождение субстратов пептидилтрансферазной реакции стабилизировалось взаимодействиями между аминогруппой боковой цепи остатка лизина в А-сайте с одной стороны и основанием C2063 и хлорамфениколом - с другой. При этом α-аминогруппа остатка лизина образует водородную связь с карбонильной группой остатка Ala-7 CmlAL. Это, совместно со специфическими взаимодействиями остатков пептида CmlAL с остатками рРНК рибосомного туннеля, объясняет останов трансляции в присутствие хлорамфеникола именно на данной последовательности и, как следствие, присутствие данной последовательности в генах, кодирующих белок-транспортер CmlA, отвечающий за резистентность рибосом к данному антибиотику.
Рибосома, хлорамфеникол, cmlal, стоп-пептид, молекулярная динамика
Короткий адрес: https://sciup.org/147244658
IDR: 147244658 | DOI: 10.14529/chem240219
Список литературы Взаимодействие лидерного пептида CMLAL с рибосомой E. coli, связавшей хлорамфеникол в неканоническом сайте
- Bissonnette L., Champetier S., Buisson J.P. et al. // Journal of Bacteriology. 1991. V. 173, No. 14. P. 4493. DOI: 10.1128/jb.173.14.4493-4502.1991.
- Edgar R., Bibi E. // Journal of Bacteriology. 1997. V. 179, No. 7. P. 2274. DOI: 10.1128/jb.179.7.2274-2280.1997.
- Bischoff K.M., White D.G., McDermott P.F. et al. // Journal of Clinical Microbiology. 2002. V. 40, No. 2. P. 389. DOI: 10.1128/jcm.40.2.389-394.2002.
- Arenz S., Meydan S., Starosta A. et al. // Mol. Cell. 2014. V. 56, P. 446. DOI: 10.1016/j.molcel.2014.09.014.
- Lovett P.S., Rogers E.J. // Microbiological Reviews. 1996. V. 60, No. 2. P. 366. DOI: 10.1128/mr.60.2.366-385.1996.
- Lovett P. S. // Gene. 1996. V. 179, No. 1. P. 157. DOI: 10.1016/s0378-1119(96)00420-9.
- Marks J., Kannan K., Roncase E.J. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2016. V. 113, No. 43. P. 12150. DOI: 10.1073/pnas.1613055113.
- Jack A. Dunkle J., Xiong L., Mankin A. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010. V. 107, No. 40. P. 17152. DOI: 10.1073/pnas.1007988107.
- Bulkley D., Innis C.A., Blaha G. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010. V. 107, No. 40. P. 17158. DOI: 10.1073/pnas.1008685107.
- Makarov G., Makarova T. // Biochim. Biophys. Acta. 2018. V. 1862, No. 12. P. 2940. DOI: 10.1016/j.bbagen.2018.09.012.
- Makarova T., Bogdanov A. // Biochimie. 2019. V. 167, P. 179. DOI: 10.1016/j.biochi.2019.09.019.
- Ruiz-Carmona S., Alvarez-Garcia D., Foloppe N. et al. // PLoS Comput Biol. 2014. V. 10, No. 4. P. e1003571. DOI: 10.1371/journal.pcbi.1003571.
- Horn H.W., Swope W.C., Pitera J.W. et al. // The Journal of Chemical Physics. 2004. V. 120, No. 20. P. 9665. DOI: 10.1063/1.1683075.
- Joung I.S., Cheatham T.E. // J. Phys. Chem. B. 2008. V. 112, No. 30. P. 9020. DOI: 10.1021/jp8001614.
- Athavale S., Petrov A., Hsiao C. et al. // Plos One. 2012. V. 7, P. 1. DOI: 10.1371/journal.pone.0038024.
- van der Spoel D., Lindahl E., Hess B. et al. // J. Comput. Chem. 2005. V. 26, P. 1701. DOI: 10.1002/jcc.20291.
- van der Spoel D., Lindahl E., Hess B. et al. // J. Chem. Theory Comput. 2008. V. 4, P. 435. DOI: 10.1021/ct700301q.
- Maier J.A., Martinez C., Kasavajhala K. et al. // Journal of Chemical Theory and Computation. 2015. V. 11, No. 8. P. 3696. DOI: 10.1021/acs.jctc.5b00255.
- Bayly C.I., Cieplak P., Cornell W. et al. // J. Phys. Chem. 1993. V. 97, No. 40. P. 10269. DOI: 10.1021/j100142a004.
- Bussi G., Donadio D., Parrinello M. // J. Chem. Phys. 2007. V. 126, P. 014107. DOI: 10.1063/1.2408420.
- Berendsen H., Postma J., van Gunsteren W. et al. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81, P. 3684. DOI: 10.1063/1.448118.
- Darden T., York D., Pedersen L. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98, P. 10089. DOI: 10.1063/1.464397.
- Hess B., Bekker H., Berendsen H.J.C. et al. // J. Comput. Chem. 1997. V. 18, No. 12. P. 1463. DOI: 10.1002/(SICI)1096-987X(199709)18:12<1463::AID-JCC4-3.0.CO;2-H.
- Makarov G.I., Sumbatyan N.V., Bogdanov A.A. // Biochemistry (Moscow). 2017. V. 82, No. 8. P. 925. DOI: 10.1134/S0006297917080077.
- Daura X., Gademann K., Jaun B. et al. // Angewandte Chemie International Edition. 1999. V. 38, No. 1-2. P. 236. DOI: 10.1002/(SICI)1521-3773(19990115)38:1/2<236::AID-ANIE236-3.0.CO;2-M.
