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Factor de elongación P

EF-P ( factor de elongación P ) es una proteína esencial que en las bacterias estimula la formación de los primeros enlaces peptídicos en la síntesis de proteínas . [1] [2] Los estudios muestran que EF-P evita que los ribosomas se detengan durante la síntesis de proteínas que contienen prolinas consecutivas. [1] EF-P se une a un sitio ubicado entre el sitio de unión para el ARNt peptidil ( sitio P ) y el ARNt saliente ( sitio E ). Abarca ambas subunidades ribosómicas con su dominio amino-terminal posicionado adyacente al tallo aceptor de aminoacilo y su dominio carboxilo-terminal posicionado al lado del tallo-bucle anticodón del ARNt iniciador unido al sitio P. [3] La forma y el tamaño de la proteína EF-P son muy similares a un ARNt e interactúa con el ribosoma a través del sitio de salida "E" en la subunidad 30S y el centro de peptidil-transferasa (PTC) de la subunidad 50S. [4] EF-P es un aspecto de traducción de función desconocida, [1] por lo tanto, probablemente funciona indirectamente alterando la afinidad del ribosoma por el aminoacil-ARNt , aumentando así su reactividad como aceptores de la peptidil transferasa .

EF-P consta de tres dominios :

Los eucariotas y las arqueas carecen de EF-P. En estos dominios, el factor de iniciación arqueoeucariota, a/eIF-5A , realiza una función similar, que exhibe cierta similitud estructural y de secuencia con EF-P. [2] [6] Sin embargo, existen diferencias importantes entre EF-p y eIF-5A. (a) EF-P tiene una estructura similar a la del ARNt en forma de L y contiene tres dominios de barril β (I, II y III). Por el contrario, eIF-5A contiene solo dos dominios (C y N) con una diferencia de tamaño correspondiente. [2] (b) Además, a diferencia de eIF-5A, que contiene el aminoácido no proteinogénico hipusina que es esencial para su actividad, EF-P muestra una diversidad de modificaciones postranscripcionales en la posición análoga (β-lisación del residuo de lisina, ramnosilación del residuo de arginina o ninguna). [7] [8]

Función

En las eubacterias, hay tres grupos de factores que promueven la síntesis de proteínas: factores de iniciación , factores de elongación y factores de terminación . [7] La ​​fase de elongación de la traducción es promovida por tres factores de elongación universales, EF-Tu, EF-Ts y EF-G. [9] EF-P fue descubierto en 1975 por Glick y Ganoza, [10] como un factor que aumentaba el rendimiento de la formación de enlaces peptídicos entre el iniciador fMet-ARNt(fMet) y un imitador de aa-ARNt, puromicina (Pmn). El bajo rendimiento de la formación de productos en ausencia de EF-P puede describirse por la pérdida de peptidil-ARNt del ribosoma estancado. Por lo tanto, EF-P no es un componente necesario del sistema de traducción in vitro mínimo, sin embargo, la ausencia de EF-P puede limitar la tasa de traducción, aumentar la sensibilidad a los antibióticos y ralentizar el crecimiento.

Para completar su función, EF-P ingresa a los ribosomas en pausa a través del sitio E y facilita la formación de enlaces peptídicos a través de interacciones con el ARNt del sitio P. [11] Tanto EF-P como eIF-5A son esenciales para la síntesis de un subconjunto de proteínas que contienen tramos de prolina en todas las células. [1]

Se ha sugerido que después de la unión del ARNt iniciador al sitio P/I, se posiciona correctamente en el sitio P mediante la unión de EF-P al sitio E. [12] Además, se ha demostrado que EF-P ayuda en la traducción eficiente de tres o más residuos de prolina consecutivos. [13]

Estructura

EF-P es una proteína de 21 kDa codificada por el gen efp . [9] EF-P consta de tres dominios de barril β (I, II y III) y tiene una estructura de ARNt en forma de L. Los dominios II y III de EF-P son similares entre sí. A pesar de la similitud estructural de EF-P con el ARNt, los estudios demostraron que EF-P no se une al ribosoma en el sitio de unión clásico del ARNt, sino en la posición distinta que se encuentra entre los sitios P ​​y E. [3]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd Doerfel LK, Wohlgemuth I, Kothe C, Peske F, Urlaub H, Rodnina MV (enero de 2013). "EF-P es esencial para la síntesis rápida de proteínas que contienen residuos de prolina consecutivos". Science . 339 (6115): 85–8. Bibcode :2013Sci...339...85D. doi :10.1126/science.1229017. hdl : 11858/00-001M-0000-0010-8D55-5 . PMID  23239624. S2CID  20153355.
  2. ^ abc Hanawa-Suetsugu K, Sekine S, Sakai H, Hori-Takemoto C, Terada T, Unzai S, et al. (junio de 2004). "Estructura cristalina del factor de elongación P de Thermus thermophilus HB8". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 101 (26): 9595–600. Bibcode :2004PNAS..101.9595H. doi : 10.1073/pnas.0308667101 . PMC 470720 . PMID  15210970. 
  3. ^ ab Blaha G, Stanley RE, Steitz TA (agosto de 2009). "Formación del primer enlace peptídico: la estructura de EF-P unido al ribosoma 70S". Science . 325 (5943): 966–70. Bibcode :2009Sci...325..966B. doi :10.1126/science.1175800. PMC 3296453 . PMID  19696344. 
  4. ^ Elgamal S, Katz A, Hersch SJ, Newsom D, White P, Navarre WW, Ibba M (agosto de 2014). "Las pausas dependientes de EF-P integran señales proximales y distales durante la traducción". PLOS Genetics . 10 (8): e1004553. doi : 10.1371/journal.pgen.1004553 . PMC 4140641 . PMID  25144653. 
  5. ^ ab Hanawa-Suetsugu K, Sekine S, Sakai H, Hori-Takemoto C, Terada T, Unzai S, et al. (junio de 2004). "Estructura cristalina del factor de elongación P de Thermus thermophilus HB8". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 101 (26): 9595–600. Bibcode :2004PNAS..101.9595H. doi : 10.1073/pnas.0308667101 . PMC 470720 . PMID  15210970. 
  6. ^ Rossi D, Kuroshu R, Zanelli CF, Valentini SR (2013). "eIF5A y EF-P: dos factores de traducción únicos que ahora recorren el mismo camino". Wiley Interdisciplinary Reviews. ARN . 5 (2): 209–22. doi :10.1002/wrna.1211. PMID  24402910. S2CID  25447826.
  7. ^ ab Park JH, Johansson HE, Aoki H, Huang BX, Kim HY, Ganoza MC, Park MH (enero de 2012). "La modificación postraduccional por β-lisación es necesaria para la actividad del factor de elongación P de Escherichia coli (EF-P)". The Journal of Biological Chemistry . 287 (4): 2579–90. doi : 10.1074/jbc.M111.309633 . PMC 3268417 . PMID  22128152. 
  8. ^ Volkwein, Wolfram; Krafczyk, Ralph; Jagtap, Pravin Kumar Ankush; Parr, Marina; Mankina, Elena; Macošek, Jakub; Guo, Zhenghuan; Fürst, Maximilian Josef Ludwig Johannes; Pfab, Miriam; Frishman, Dmitrij; Hennig, Janosch; Jung, Kirsten; Lassak, Jürgen (24 de mayo de 2019). "Cambio de la modificación postraduccional del factor de elongación de la traducción EF-P". Frontiers in Microbiology . 10 : 1148. doi : 10.3389/fmicb.2019.01148 . PMC 6544042 . PMID  31178848. 
  9. ^ ab Doerfel LK, Rodnina MV (noviembre de 2013). "Factor de elongación P: Función y efectos sobre la aptitud bacteriana". Biopolímeros . 99 (11): 837–45. doi :10.1002/bip.22341. hdl : 11858/00-001M-0000-0013-F8DD-5 . PMID  23828669.
  10. ^ Glick BR, Ganoza MC (noviembre de 1975). "Identificación de una proteína soluble que estimula la síntesis de enlaces peptídicos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 72 (11): 4257–60. Bibcode :1975PNAS...72.4257G. doi : 10.1073/pnas.72.11.4257 . PMC 388699 . PMID  1105576. 
  11. ^ Tollerson R, Witzky A, Ibba M (octubre de 2018). "El factor de elongación P es necesario para mantener la homeostasis del proteoma a una tasa de crecimiento alta". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 115 (43): 11072–11077. Bibcode :2018PNAS..11511072T. doi : 10.1073/pnas.1812025115 . PMC 6205485 . PMID  30297417. 
  12. ^ Liljas A (octubre de 2009). "Saltos en elongación traslacional". Science . 326 (5953): 677–8. doi :10.1126/science.1181511. PMID  19833922. S2CID  45692923.
  13. ^ Ude S, Lassak J, Starosta AL, Kraxenberger T, Wilson DN, Jung K (enero de 2013). "El factor de elongación de la traducción EF-P alivia el estancamiento de los ribosomas en los estiramientos de poliprolina". Science . 339 (6115): 82–5. Bibcode :2013Sci...339...82U. doi : 10.1126/science.1228985 . PMID  23239623. S2CID  206544633.
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