Дослідження конформаційної рухливості С-модуля тирозил-тРНК синтетази та його комплексу з тРНК методами часороздільної флуоресцентної спектроскопії

Abstract

С-модуль тирозил-тРНК синтетази ссавців виконує подвійну функцію: бере участь у зв'язуванні тРНК як цис-фактор та після протеолітичного відщеплення від N-кінцевого каталітичного кора синтетази проявляє ЕМАР ІІ-подібну цитокінову активність. У його структуру входить природний флюорофор Тгр144, який, однак, локалізований поза РНК-зв' язувальним сайтом. Методом сайт-спрямованого мутагенезу в РНК-зв'язувальний сайт було введено додатковий флюорофор за рахунок заміни консервативного ароматичного залишку Phe27 на Trp127. До­сліджено взаємодію С-модуля з тРНК методами часороздільної флуоресцентної спектроскопії. Порівняльний аналіз параметрів затухання флуоресценції мутантного С-модуля із заміною Phe127→ Trp та його комплексу з тРНК дозволив виявити додаткову короткоіснуючу компонен­ту триптофанової флуоресценції за присутності нуклеїнової кислоти без суттєвих змін інших параметрів. Отримані дані свідчать про поліморфність мікрооточення залишку Trp 127 у комплексі, обумовлену динамічним механізмом взаємодії білка з нуклеїновою кислотою

The non-catalytic C-module of mammalian tyrosyl-tRNA synthetase displays both RNA-binding ability and cytokine activity. C-module contains a unique tryptophan residue (Trpl44), located out of RNA-binding site and a conservative aromatic residue Phe127 located inside of its RNA-binding site. Phe127 was replaced by fluorophore Trp 127 using the method of site-directed mutagenesis. The interaction of C-module with tRNA was investigated by time-resolved fluorescence spectroscopy. Obtained fluorescence decay parameters of Trp144 and Trp127 of C-module and its complex with tRNA are characterized by the additional short-lived component without any significant changing of other fluorescence parameters in the presence of nucleic acid. These data indicate the existence of the polymorphism of Trp 127 microenvironment that is conditioned by the dynamic protein-nucleic acid interaction mechanism.

С-модуль тирозил-тРНК синтетазы млекопитающих прояв­ляет двойную функцию: участвует в связывании тРНК как цис-фактор и после протеолитического отщепления от N-концевого каталитического кора синтетазы проявляет ЕМ АР Н-подобную цитокиновую активность. В его структуру вхо­дит природный флюорофор Trp 144, который, однако, локали­зован вне РНК-связывающего сайта. Методом сайт-направ­ленного мутагенеза в РНК-связывающий сайт был введен дополнительный флюорофор за счет замещения консерватив­ного ароматического остатка Phel27 на Тгр127. Проведено исследование взаимодействия С-модуля с тРНК методами флуоресцентной спектроскопии с временным разрешением. Сравнительный анализ параметров затухания флуоресценции мутантного С-модуля с заменой Phe127→Trp и его комплекса с тРНК позволил обнаружить дополнительную короткоживущую компоненту триптофановой флуоресценции в присутст­вии нуклеиновой кислоты без существенных изменений других параметров. Полученные данные свидетельствуют о полиморфности микроокружения остатка Trp127 в комплексе, обуловленной динамическим механизмом взаимодействия белка с нуклеиновой кислотой