A C-Truncated Glutamyl-tRNA Synthetase Specific for tRNA<sup>Glu</sup> Is Stimulated by Its Free Complementary Distal Domain: Mechanistic and Evolutionary Implications
Notice bibliographique
Résumé
Faithful translation of the genetic code is mainly based on the specificity of tRNA aminoacylation catalyzed by aminoacyl-tRNA synthetases. These enzymes are comprised of a catalytic core and several appended domains. Bacterial glutamyl-tRNA synthetases (GluRS) contain five structural domains, the two distal ones interacting with the anticodon arm of tRNA(Glu). Thermus thermophilus GluRS requires the presence of tRNA(Glu) to bind ATP in the proper site for glutamate activation. In order to test the role of these two distal domains in this mechanism, we characterized the in vitro properties of the C-truncated Escherichia coli GluRSs N(1-313) and N(1-362), containing domains 1-3 and 1-4, respectively, and of their N-truncated complements GluRSs C(314-471) (containing domains 4 and 5) and C(363-471) (free domain 5). These C-truncated GluRSs are soluble, aminoacylate specifically tRNA(Glu), and require the presence of tRNA(Glu) to catalyze the activation of glutamate, as does full-length GluRS(1-471). The k(cat) of tRNA glutamylation catalyzed by N(1-362) is about 2000-fold lower than that catalyzed by the full-length E. coli GluRS(1-471). The addition of free domain 5 (C(363-471)) to N(1-362) strongly stimulates this k(cat) value, indicating that covalent connectivity between N(1-362) and domain 5 is not required for GluRS activity; the hyperbolic relationship between domain 5 concentration and this stimulation indicates that these proteins and tRNA(Glu) form a productive complex with a K(d) of about 100 microM. The K(d) values of tRNA(Glu) interactions with the full-length GluRS and with the truncated GluRSs N(1-362) and free domain 5 are 0.48, 0.11, and about 1.2 microM, respectively; no interaction was detected between these two complementary truncated GluRSs. These results suggest that in the presence of these truncated GluRSs, tRNA(Glu) is positioned for efficient aminoacylation by the two following steps: first, it interacts with GluRS N(1-362) via its acceptor-TPsiC stem loop domain and then with free domain 5 via its anticodon-Dstem-biloop domain, which appeared later during evolution. On the other hand, tRNA glutamylation catalyzed by N(1-313) is not stimulated by its complement C(314-471), revealing the importance of the covalent connectivity between domains 3 and 4 for GluRS aminoacylation activity. The K(m) values of N(1-313) and N(1-362) for each of their substrates are similar to those of full-length GluRS. These C-truncated GluRSs recognize only tRNA(Glu). These results confirm the modular nature of GluRS and support the model of a "recent" fusion of domains 4 and 5 to a proto-GluRS containing the catalytic domain and able to recognize its tRNA substrate(s).
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».