|
|
Binding of eIF3 in complex with eIF5 and eIF1 to the 40S ribosomal subunit is accompanied by dramatic structural changes
Zeman, Jakub ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Štefl, Richard (oponent) ; Man, Petr (oponent)
Eukaryotické iniciační faktory (eIF) jsou pro průběh eukaryotické translace minimálně stejně důležité jako ribosom. Některé tyto faktory mají rozdílné úlohy napříč celou translací v zajištění korektního složení preiniciačního komplexu na mRNA, přesném výběru iniciačního kodonu, bezchybné produkci příslušného polypeptidu a jejím řádném ukončení. Patrně nejdůležitějším z těchto faktorů je eIF3, který integruje signály od ostatních faktorů a koordinuje jejich funkci na ribosomu. V případě Saccharomyces cerevisiae je eIF3 tvořen pěti podjednotkami. Všechny tyto podjednotky obsahují strukturní motivy zodpovědné za kontakt s ribosomálními proteiny a molekulami RNA. Kromě těchto vysoce strukturovaných částí je zbytek eIF3 nestrukturovaný a velmi flexibilní. Z toho důvodu nejsou i přes současný pokrok v kryoelektronové mikroskopii doposud známy ani přesná struktura eIF3, ani jeho přesná poloha na ribosomální podjednotce 40S. Rovněž přítomnost eIF3 na ribosomu 80S během časné elongace a role eIF3 v reiniciaci a pročítání stop kodonu nejsou zatím zcela prostudovány. K rozluštění těchto tajemství eIF3 jsme použili rentgenovou krystalografii, chemické zesítění spojené s hmotnostní spektrometrií a rozličné biochemické a genetické metody. Naše práce ukazuje, že je eIF3 velmi kompaktně sbalený, pokud se nachází...
|
|
|
Characterization of eukaryotic translation initiation factor 3 subunits (eIF3) in A. thaliana male gametophyte
Linhart, Filip ; Hafidh, Said (vedoucí práce) ; Retzer, Katarzyna (oponent)
Od RNA k proteinu je iniciace translace a proteosyntéza zprostředkovávaná trans-vazebnými faktory, jež rozeznávají charakteristiky mRNA, společná téměř všem eukaryotům. Komplex tvořící eukaryotický translační iniciační faktor 3 (eIF3) je vysoce konzervovaným proteinovým komplexem, který rozpoznává složky 5' čepičky mRNA za cílem iniciace translace. eIF3 se skládá z devíti podjednotek, z nich tři mají dvě izoformy: eIF3A, eIF2B1, eIF3B2, eIF3C1, eIF3C2, eIF3D, eIF3E, eIF3F, eIF3G1, eIF3G2, eIF3H a eIF3K. Tato práce se zabývá funkční charakterizací, expresí a subcelulární lokalizací eIF3B1, eIF3B2 a eIF3E v samčím gametofytu Arabidopsis thaliana a interakcí eIF3E s komplexem Constitutive photomorphogenesis 9 (COP9) ve funkci regulačního komplexu posttranslační kontroly eIF3E. Ukazujeme, že ztráta funkce eif3b1 či eif3b2 se neprojevuje gametofytickou letalitou a že tyto dva proteiny se zřejmě funkčně doplňují, zatímco mutace eif3e má za důsledek letalitu samčího gametofytu. Pouze eif3b1 projevuje defekty následně po oplodnění, během vývoje semene. Studie genové exprese, užívající veřejně dostupná data o expresi a promotorové aktivitě prokazují vysokou úroveň exprese podjednotek eIF3 v zónách s intenzivním buněčným dělením, tedy listového primodia, kořenového meristému a elongační zóny, taktéž jako ve...
|
|
|
Functional analysis of eIF3e subunit of human translation initiation factor 3 in living cells.
Šikrová, Darina ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Šanderová, Hana (oponent)
3 Abstrakt Eukaryotický iniciační faktor 3 (eIF3) je významným hráčem zúčastňujícim se více kroků iniciace translace, která v konečném důsledku vede k vytvoření elongace-schopného 80S ribosómu. Se svými 13 podjednotkami (eIF3a - eIF3m) představuje najvětší a nejkomplexnější translační iniciační factor, který se skládá ze tří vzájemně popřepájených modulů (i - iii). Navzdory jeho bezesporné důležitosti, přínos jednotlivých podjednotek pro jeho struktúrní integritu a správnou funkci není plně proskúmaný. Bylo zjistěné, že eIF3e podjednotka je součásti oktamerního jadra lidského eIF3 komplexu a navyše bylo proukázané, že je komponentem molekulárního přemostění mezi 40S ribosomální podjednotkou a čepička- vazebným komplexem, čím tak napomáha vazbě mRNA na 43S preiniciační komplex. V této práci byl analyzovaný dopad siRNA navozenej zníženej exprese eIF3e podjednotky na integritu a funkci eIF3 v in vivo podmínkach. Znížení tvorby eIF3e, tzv. eIF3e knock-down (eIF3eK.D. ), vedlo k výraznýmu úbytku dalších 3 podjednotek (d, k a l), které spolu s podjednotkami c a e tvoří modul ii lidského eIF3 komplexu. Zvyšné moduly i (obsahujíci a, b, g a i) a iii (pozostávajíci z f, h a m) ostali sčásti spolu asociované pravděpodobně za pomoci eIF3c a ich vazebná afinita voči 40S podjednotce klesla. Navyše buňky s nedostatkem...
|
|
|
The role of translation initiation factor 3 (eIF3) in translation termination.
Beznosková, Petra ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent) ; Staněk, David (oponent)
Syntéza proteinů v buňce je velmi regulovaný proces během genové exprese. Každý gen má svůj vlastní začátek a též jeden konec, který je určován přítomností jednoho ze tří stop kodónů. Mnoho součastných článků popisuje ribosomy, které záměrně přechází přes stop signál u některých vybraných mRNA, aby prodloužily vznikající polypeptid a změnily jeho vlastnosti. Tento regulační proces se nazývá programované pročítání stop kodónu. Výzkum této regulace má potenciál se uplatnit i v lékařství, neboť přibližně 15% všech dědičných chorob je způsobeno přítomností takzvaného předčasného terminačního kodónu (PTC), který zastaví translaci a vznikne tak zkrácený nefunkční protein. Mnohé laboratoře již hledají netoxické látky, které by zvyšovaly pročítání předčasného terminačního kodónu. Bohužel k úspěšnému naplnění jejich záměru je třeba identifikovat a porozumět všem faktorům, které tento process ovlivňují. V této disertační práci představujeme jeden takový faktor- eukaryotický iniciační faktor 3 (eIF3). Demonstrujeme jeho schopnost indukovat pročítání terminačních kodónů, které jsou v kontextu nukleotidů nevhodných pro efektivní terminaci. Taktéž jsme vytvořili analýzu "nearcognate" tRNA a ukázali, jak jsou inkorporovány na stop kodón, za kterým následují různé nukleotidy. Díky tomu jsme byli schopni rozšířit...
|
|
|
Characterization of the molecular mechanism of translation reinitiation in yeast.
Pondělíčková, Vanda ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Hašek, Jiří (oponent) ; Vopálenský, Václav (oponent)
Iniciace translace je několika stupňový proces končící sestavením 80S ribozomu umožňujícího elongaci. Při tomto procesu se musí bezchybně složit velká a malá podjednotka ribozomu, mRNA, iniciační Met-tRNAi Met a nejméně 12 eukaryotických iniciačních faktorů (eIF). Tato fáze výroby proteinů je také klíčovým místem pro regulaci genové exprese. Naše laboratoř se zaměřuje zejména na iniciační faktor eIF3, který je tvořen více proteiny a uplatňuje se ve většině fází iniciace translace. Odhalili jsme a popsali roli eIF3 v reiniciaci, genově specifickém mechanismu kontroly translace, uplatňujícím se i v regulaci exprese důležitého kvasinkového transkripčního faktoru GCN4. V této práci přináším detailní studii N-terminální domény proteinu Tif32 (podjednotka eIF3a), která umožňuje několik funkcí. Předně ukazujeme, že Tif32-NTD funkčně interaguje s 5' sekvencí krátkého předcházejícího ORF (uORF1) v GCN4 mRNA a umožňuje tak následnou účinnou reiniciaci. V 5' sekvenci uORF1 byly identifikovány čtyři elementy podporující reiniciaci (REI-promoting elements, RPEs) a dva z nich působí v součinnosti s Tif32-NTD. Struktura 5' oblasti byla počítačově modelována a následně experimentálně potvrzena. Společný strukturní motiv byl nalezen i v 5' sekvenci dalšího kvasinkového genu YAP1, který rovněž obsahuje uORF...
|
|
|
Mapping the contact points between eukaryotic translation initiation factor eIF3 and the 40S ribosomal subunit.
Kouba, Tomáš ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Pospíšek, Martin (oponent) ; Staněk, David (oponent)
Iniciace translace je u eukaryot vícestupňový proces vyžadující řízenou interakci několika eukaryotických iniciačních faktorů (eIF) spolu s malou ribozomální podjednotku tak, aby se správně vyhledal začátek translace mRNA a aby se správně dekódovala genetická informace, jež nese. Největší z těchto faktorů, eIF3, podporuje jiné iniciační faktory, aby se prostorově a koordinovaně umístili na povrchu ribozomu. Naší dlouhodobou snahou je zmapovat vazebné místo kvasinkového mnohapodjednotkového eIF3 na 40S ribozomu a zde uvádíme tři nové vzájemné interakce mezi těmito dvěma makoromolekulami (i) C-terminální oblast eIF3c/NIP1 podjednotky se skládá z konzervované PCI domény a my zde ukazujeme, že krátké zkrácení na C-konci tohoto proteinu nebo jeho dvě mutace v PCI doméně způsobují fenotyp pomalého růstu nebo jsou letální a výrazně snižují množství 40S-vázaného eIF3 in vivo. Krajní C-koncová část eIF3c/NIP1 přímo interaguje s ribozomálním proteinem malé podjednotky RACK1/ASC1, který je součástí hlavy malé podjednotky, a konzistentně, delece ASC1 zhoršuje vazbu eIF3 na ribozom. Doména PCI jako taková interaguje nespecificky s RNA, zde poprvé ukázaná, jakožto schopna interakce protein-RNA. Došli jsme k závěru, že c/NIP1 C-terminální oblast tvoří důležitý mezimolekulární most mezi eIF3 a 40S hlavou ribozomu...
|
|
|
The role of the N-terminal domain of the a/TIF32 subunit of eIF3 in mRNA recruitment to the 43S pre-initiation complexes.
Vlčková, Vladislava ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Mašek, Tomáš (oponent)
Iniciace translace představuje složitý proces, který zajišťuje sestavení 80S ribosomu schopného elongace ze 40S a 60S ribosomálních podjednotek, z iniciátorové tRNA a z dané mRNA, a jehož správný průběh je řízen mnoha eukaryotickými iniciačními faktory (eIFs). Ačkoli je iniciace translace jedním z nejregulovanějších procesů genové exprese, přesný mechanismus jednoho z jejích klíčových kroků - nasedání mRNA na 43S preiniciační komplex (43S PIC) - stále není zcela jasný. Nejnovější studie naznačují, že kromě eIF4F a poly(A) vazebného proteinu by mohl v tomto kroku hrát důležitou úlohu taktéž iniciační faktor eIF3. V naší laboratoři byla nedávno identifikována 10-ti alaninová substituce (tzv. Box37) v a/TIF32 podjednotce faktoru eIF3 kvasinky Saccharomyces cerevisiae, specificky ovlivňující iniciaci translace. Podrobná analýza ukázala, že jediným efektem této mutace na iniciaci translace je podstatné snížení množství modelové mRNA ve 48S preiniciačních komplexech izolovaných z frakcí gradientu. Nedávno objevená struktura N terminální části a/TIF32 navíc odhalila dva aminokyselinové zbytky v oblasti Boxu37 - Arg363 a Lys364 - tvořící kladně nabitou oblast na povrchu proteinu a/TIF32 potenciálně schopnou vazby mRNA. Substituce těchto aminokyselin na alaniny taktéž narušila krok nasedání mRNA na 43S PIC in vivo,...
|
|
|
Study of translation initiation factors eIF3 and eIF4E in leukemic cell lines
Mrvová, Silvia ; Mašek, Tomáš (vedoucí práce) ; Haškovec, Cedrick (oponent)
eIF3 a eIF4E patria medzi dôležité eukaryotické translačné faktory. eIF3 sa účastní v podstate na každom kroku iniciácie translácie, eIF4E je významný hlavne kvôli svojej schopnosti viazať sa k čiapočke. Faktor eIF3 sa u cicavcov skladá z 13 podjednotiek, u mnohých týchto podjednotiek bola zistená funkcia aj mimo transláciu - napríklad apoptóza a mitóza. Bolo dokázané, že zvýšená alebo znížená expresia niektorých podjednotiek eIF3, rovnako ako zvýšená expresia eIF4E, je spojená s rôznymi druhmi nádorov a malignít u ľudí. V prvej časti svojej práce som sa venovala skúmaniu množstva transkriptov podjednotiek eIF3a, b, d, e, f, g, h, i, j v bunkových líniách, ktoré sa používajú na štúdium akútnej lymfoblastickej leukémie. Snažila som sa zistiť, či je rozdiel v množstve transkriptov pre vybrané podjednotky medzi líniami a medzi líniami a kontrolnou líniou. Na základe prevedených pokusov a následnej štatistickej analýzy sa podarilo dokázať zvýšené množstvo mRNA pre eIF3b podjednotku v kontrolnej línii NC-NC oproti použitým leukemickým líniám s výnimkou línie NALM6. Ostatné rozdiely neboli štatistické významné. V druhej časti práce som sa venovala analýze 3' UTR oblastí transkriptov eIF4E1 a využitiu polyadenylačných signálov u tohto transkriptu. Opäť boli použité leukemické bunkové línie. Z pokusov jednoznačne...
|
|
|
Dissection of eIF3 functional domains promoting the 48S pre-initiation complex assembly
Beznosková, Petra ; Valášek, Leoš (vedoucí práce) ; Novotný, Marian (oponent)
V eukaryotech, iniciace translace je řízena až dvanácti iniciačními faktory (eIF) a začíná zformováním 43S pre-iniciačního komplexu (PIC), který se skládá z malé ribozomální podjednotky (40S), eIF2.GTP/Met-tRNAi Met ternárního komplexu a eIF1,1A 3 a 5. 43S PIC interaguje s 5' koncem mRNA (navázání mRNA), čímž tvoří 48S PIC, který cestuje po mRNA ve směru 5'-3' a hledá AUG počáteční kodon (skenování). Rozpoznání počátečního tripletu vede k disociaci iniciačních faktorů a nasednutí velké ribozomální podjednotky (60S) za vzniku funkčního 80S iniciačního komplexu, který může pokračovat do další fáze - elongace. Eukaryotický iniciační factor 3 (eIF3) hraje zásadní roli během všech fází iniciace translace. Nicméně molekulární detaily nejsou zcela známé. Během předešlých in vivo studií bylo připraveno mnoho mutací v eIF3, přičemž některé se zdají být defektivní buď v tvorbě 43S PIC, nebo v pozdějších fázích iniciace. Abychom porozuměli přesné úloze eIF3 v tomto procesu na molekulární úrovni, provádíme rozbor jednotlivých funkcí podjednotek eIF3 v iniciaci translace za použití vyizolovaných mutantních eIF3 komplexů v in vitro rekonstituovaném systému.
|
|
|
Studium a podjednotky lidského translačního iniciačního faktoru 3 (eIF3) metodou RNA interference.
Peclinovská, Lucie ; Stiborová, Marie (vedoucí práce) ; Martínková, Markéta (oponent)
Iniciace translace je klíčovým krokem proteosyntézy, který umožňuje regulaci genové exprese. Regulace na úrovni přepisu mRNA je nejrychlejším možným mechanismem. Celý proces je ovlivňován mnoha iniciačními faktory. Jedním z eukaryotických iniciačních faktorů, který participuje na celé řadě procesů během iniciace translace je eIF3. Za jeho velice efektivní, a pro iniciaci translace nezbytnou, alespoň v kvasinkách, byla označena největší podjednotka p170, též nazývaná eIF3a. Tato práce si klade za cíl, utvořit komplexní náhled na eIF3a, přičemž hodlá vycházet z poznatků nabytých sledováním této podjednotky v Saccharomyces cerevisiae. Snížení exprese eIF3a, které umožňuje pozorovat vliv této podjednotky pomocí různých experimentů v porovnání s kontrolní skupinou, je "navozeno" metodou RNA interference. Na eIF3a je zde nahlíženo z pohledu i) životaschopnosti buněk metodou využívající 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-difenyl- -tetrazolium bromid (MTT testu) ; ii) sleduje se vliv podjednotky na celkovou expresi proteinu inkorporací 35 S-methioninu a iii) v neposlední ředě je v této práci ukázán vliv snížené exprese eIF3a na tvorbu polysomů.
|
host ::
RSS.