Конформационная динамика транслирующей рибосомы

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 17-14-01416-П

НазваниеКонформационная динамика транслирующей рибосомы

Руководитель Коневега Андрей Леонидович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" , Ленинградская обл

Конкурс №5018 - Конкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» (18)

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-204 - Биофизика

Ключевые слова рибосома, антибиотики, трансляция, тРНК, EF-G, криоэлектронная микроскопия, кинетика, флуоресценция, метод остановленного потока

Код ГРНТИ34.15.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Появление и распространение инфекций, вызываемых бактериальными штаммами, обладающими устойчивостью к применяемым в терапии антибиотикам, является серьезной угрозой. Для решения этой проблемы необходимо расширение спектра терапевтических препаратов, что требует объединенных усилий как в области фундаментальных исследований, так и фармацевтической промышленности. Из применяемых на сегодняшний день антибиотиков около половины препаратов являются специфическими ингибиторами отдельных реакций биосинтеза белка, что определяет актуальность детального изучения этих аспектов функционирования бактериальных клеток. Для понимания молекулярного механизма действия известных ингибиторов – антибиотиков далеко не всегда является достаточным использование данных рентгеноструктурного анализа. Этот метод широко использовался для визуализации структур комплексов 70S рибосом с антибиотиками, так как позволял однозначно локализовать область связывания антибиотика. Существенными недостатками данного метода являлись далекие от физиологических буферные условия, необходимые для образования кристаллов, и невозможность получения данных о влиянии ингибитора на сложный динамический процесс последовательных конформационных изменений структурных элементов рибосомы и ее субстратов – транспортных и матричных РНК. Мы предлагаем использовать комбинацию методов престационарной кинетики и времяразрешенной криоэлектронной микроскопии для выяснения молекулярного механизма отдельных реакций цикла трансляции и механизма действия антибиотиков – специфических ингибиторов этих реакций. Данная комбинация методов использовалась нами при реализации Проекта 2017 для изучения конформационной динамики рибосомы на этапах транслокации и аккомодации и зарекомендовала себя как крайне успешная. Были решены все запланированные задачи, а также были получены неожиданные и интересные данные, подтверждающие обоснованность использования подобных методик для выяснения молекулярного механизма отдельных реакций трансляции. В ходе реализации продления настоящего Проекта мы планируем использовать аналогичные подходы для детального изучения реакции аккомодации, а также еще одного чрезвычайно важного этапа трансляции – инициации.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Пичкур Е.Б., Полесскова Е.В., Терещенков А.Г., Касацкий П.С., Комарова Е.С., Ширяев Д.И., Богданов А.А., Донцова О.А., Остерман И.А., Сергиев П.С., Поликанов Ю.С., Мясников А.Г., Коневега А.Л. Insights into the improved macrolide inhibitory activity from the high-resolution cryo-EM structure of dirithromycin bound to the E. coli 70S ribosome RNA, 26(6):715-723 (год публикации - 2020)
10.1261/rna.073817.119

2. Шрамова Е., Прошкина Г., Шипунова В., Рябова А., Камышинский Р., Коневега А., Шульга А., Коновалова Е., Телегин Г., Деев С. Dual Targeting of Cancer Cells with DARPin-Based Toxins for Overcoming Tumor Escape. Cancers, 12(10):3014 (год публикации - 2020)
10.3390/cancers12103014

3. Полесскова Е.В., Каюмов М.Ю., Кириллов С.В., Коневега А.Л. Особенности активации гидролитической активности факторов элонгации Биохимия, том 85, вып. 11, с. 1676–1689 (год публикации - 2020)
10.31857/S032097252011010X

4. Максимова ЕМ, Виноградова ДС, Остерман ИА, Касацкий ПС, Никонов ОС, Милон П, Донцова ОА, Сергиев ПС, Полесскова ЕВ, Коневега АЛ Multifaceted Mechanism of Amicoumacin A Inhibition of Bacterial Translation Frontiers in Microbiology, 12:618857 (год публикации - 2021)
10.3389/fmicb.2021.618857

5. Полесскова ЕВ, Максимова ЕМ, Виноградова ДС, Касацкий ПС, Кириллов СВ, Коневега АЛ Differential Contribution of Protein Factors and 70S Ribosome to Elongation International Journal of Molecular Sciences, 22(17):9614 (год публикации - 2021)
10.3390/ijms22179614

6. Накамото ХА, Евангелиста В, Виноградова ДС, Коневега АЛ, Спурио Р, Фаббретти А, Милон П The dynamic cycle of bacterial translation initiation factor IF3 Nucleic Acids Research, 49(12):6958-6970 (год публикации - 2021)
10.1093/nar/gkab522

7. Лебедев Д.В., Егоров В.В., Швецов А.В., Забродская Я.А., Исаев-Иванов В.В., Коневега А.Л. Нейтронные и комплементарные методы в структурно-функциональных исследованиях биологических макромолекул и больших макромолекулярных комплексов Кристаллография, том 66, № 2, с. 242–255 (год публикации - 2021)
10.31857/S0023476121020107

Публикации