Тема 2. Белки, содержащие пирролизин
Рис 1. Структурная формула пирролизина
Пирролизин назван 22ой природной аминокислотой, так как был позднее всего найден закодированным
в белке существующего в природе организма. Впервые был описан как компонент монометилтрансферазы в организме
Methanosarcina barkeri,и впоследствии аминокислотные остатки, содержащие пирролизин, были также найдены
в ди- и триметилтрансферазах.
В каждом из этих белков пирролизин закодирован кодоном UAG (обычно - стоп-кодон).[1]
В клетках пирролизин синтезируется из двух молекул L-лизина. За синтез отвечают продукты генов pylB, pylC и pylD (вместе обозначаются как pylBCD и обычно входят в состав оперона).
Один из возможных путей синтеза представлен на рисунке 2.
Рис 2. Схема синтеза
Недавние эксперименты показали, что кодирование пирролизина, в отличие от селеноцистеина, также имеет важную
черту исходного набора двадцати аминокислот. Экспрессия генов, кодирующих пирролизил-тРНК синтетазы и родственным тРНК
достаточна для того, чтобы добавить пирролизин в генетический код рекомбинантного организма.[3]
Для поиска статей в PubMed я ввела запрос pyrrolysine[tiab] (ищет статьи, в которых встречается слово "pyrrolysine" в названии или в аннотации (abstract)).
По нему мне выдали 112 статей, из которых 22 обзора (review), а у 48 статей доступен бесплатный полный текст (Free full text). Все найденные статьи представлены в таблице в формате csv.
Запрос pyrrolysine[tiab] AND review[pt] AND free full text[sb] показывает, что в бесплатном доступе находятся 8 статей. таблица
Запрос в Uniprot: "annotation:(type:non_std pyrrolysine)"
При помощи Uniprot получена таблица, в которой представлена информация о белках,
содержащих пирролизин: их функциях, организмах, в которых они присутствуют и т.д
PDB-структуры известны для белка mtmB1 из археи Methanosarcina barkeri (O30642). Идентификаторы записей в PDB: 1L2Q, 1NTH, 1TV2, 1TV3, 1TV4.
PDB по запросу "pyrrolysine", всего выдается 51 запись (таблица записей, полученных с помощью такого запроса, в формате excel).
Таким образом, белками, содержащими пирролизин, являются:
Рядом с кластером генов переноса метильной группы археи Methanosarcina barkeri
располагается ген pylT, который кодирует необычную тРНК с антикодоном CUA.
Соседний ген pylS кодирует аминоацил-тРНК-синтетазу второго класса,
которая присоединяет пирролизин к тРНК-продукту гена pylT. Оперон, содержащий
гены pylT и pylS также найден в геномах других секвенированных представителей
семейства Methanosarcinaceae. Гомологи генов pylS и pylT обнаружены также в
грам-положительной бактерии Desulfitobacterium hafniense, хотя функции этих
гомологов у данной бактерии неизвестны.[2]
Первоначально было показано, что продукт гена pylT — тРНК с антикодоном (CUA),
может быть «заряжена» аминокислотой лизином с помощью белка PylS. Относительно
недавно было показано, что тРНК с аниткодоном CUA может быть «заряжена» лизином
в условиях in vitro последовательным взаимодействием с лизиновыми тРНК-синтетазами
первого и второго класса из M. barkeri. Последние данные указывают на то, что происходит
прямое присоединение пирролизина к тРНК с антикодоном CUA при помощи белкового продукта
гена pylS. Это означает, что пирролизин представляет собой 22ую аминокислоту, закодированную
генетически.[3]