In Vitro Reconstitution of the S. aureus 50S Ribosomal Subunit and GTP-Binding Factor YSXC Complex for Structural Studies

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The proper assembly and maturation of ribosomal subunits are critical processes that ensure the functional activity, translation efficiency, and fidelity of the ribosome. One of the protein factors involved in the processes of ribosome large subunit maturation is the GTP-binding protein YsxC, which is found in many bacteria. In the absence of YsxC, immature ribosomal intermediates, designated 45S subunits, are observed to accumulate within the cell. These are unable to associate with the small subunit of the ribosome and thus fail to form ribosomes capable of carrying out the necessary functions. The deletion of the ysxC gene is lethal to S. aureus. The mechanism of YsxC interaction with the Staphylococcus aureus ribosome remains to be elucidated. In this study, we devised a protocol for the isolation, purification, and assembly of the YsxC protein complex with the 50S subunit of the Staphylococcus aureus ribosome, which enabled us to obtain a sample suitable for registration of transmission cryo-electron microscopy data.

作者简介

A. Biktimirov

Kazan Federal University

Kazan, 420008 Russia

M. Yusupov

Kazan Federal University; National Research Center “Kurchatov Institute”; Institute of Genetics, Molecular and Cellular Biology, CNRS UMR7104, INSERM U964

Kazan, 420008 Russia; Moscow, 123182 Russia; Universit’e de Strasbourg, Illkirch, F‑67400 France

K. Usachev

Kazan Federal University

Email: konstantin.usachev@kpfu.ru
Kazan, 420008 Russia

参考

  1. GBD2021 Antimicrobial Resistance Collaborators. (2024) Global burden of bacterial antimicrobial resistance 1990–2021: a systematic analysis with forecasts to 2050. Lancet. 404, 1199–1226.
  2. Foster T.J. (2017) Antibiotic resistance in Staphylococcus aureus. Current status and future prospects. FEMS Microbiol. Rev. 41, 430–449.
  3. Vestergaard M., Frees D., Ingmer H. (2019) Antibiotic resistance and the MRSA problem. Microbiol. Spectr. 7, 1–23
  4. Юсупова Г.Ж., Юсупов М.М. (2021) Путь к расшифровке атомных структур прокариатической и эукариотической рибосом (обзор). Биохимия. 86, 1120–1137.
  5. Seffouh A., Nikolay R., Ortega J. (2024) Critical steps in the assembly process of the bacterial 50S ribosomal subunit. Nucl. Acids Res. 52, 4111–4123.
  6. Maksimova E., Kravchenko O., Korepanov A., Stolboushkina E. (2022) Protein assistants of small ribosomal subunit biogenesis in bacteria. Microorganisms. 10, 747.
  7. Shajani Z., Sykes M.T., Williamson J.R. (2011) Assembly of bacterial ribosomes. Annu. Rev. Biochem. 80, 501–526.
  8. Schaefer L., Uicker W.C., Wicker-Planquart C., Foucher A.E., Jault J.M., Britton R.A. (2006) Multiple GTPases participate in the assembly of the large ribosomal subunit in Bacillus subtilis. J. Bacteriol. 188, 8252–8258.
  9. Ni X., Davis J.H., Jain N., Razi A., Benlekbir S., McArthur A.G., Rubinstein J.L., Britton R.A., Williamson J.R., Ortega J. (2016) YphC and YsxC GTPases assist the maturation of the central protuberance, GTPase associated region and functional core of the 50S ribosomal subunit. Nucl. Acids Res. 44, 8442–8455.
  10. Wicker-Planquart C., Foucher A.-E., Louwagie M., Britton R.A., Jault J.-M. (2008) Interactions of an essential Bacillus subtilis GTPase, YsxC, with ribosomes. J. Bacteriol. 190, 681–690.
  11. Goyal A., Muthu K., Panneerselvam M., Pole A.K., Ramadas K. (2011) Molecular dynamics simulation of the Staphylococcus aureus YsxC protein: molecular insights into ribosome assembly and allosteric inhibition of the protein. J. Mol. Model. 17, 3129–3149.
  12. Биктимиров А.Д., Исламов Д.Р., Валидов Ш.З., Петерс Г.С., Халиуллина А.В., Юсупов М.М., Усачев К.С. (2023) Выделение, очистка и анализ методом малоуголового рентгеновского рассеяния GTPазы YsxC из золотистого стафилококка. Кристаллография. 68, 204–208.
  13. Biktimirov A., Islamov D., Fatkhullin B., Lazarenko V., Validov S., Yusupov M., Usachev K. (2024) Crystal structure of GTPase YsxC from Staphylococcus aureus. Biochem. Biophys. Res. Commun. 699, 149545.
  14. Golubev A., Fatkhullin B., Khusainov I., Jenner L., Gabdulkhakov A., Validov S., Yusupova G., Yusupov M., Usachev K. (2020) Cryo-EM structure of the ribosome functional complex of the human pathogen Staphylococcus aureus at 3.2 Å resolution. FEBS Lett. 594, 3551–3567.
  15. Garaeva N., Fatkhullin B., Murzakhanov F., Gafurov M., Golubev A., Bikmullin A., Glazyrin M., Kieffer B., Jenner L., Klochkov V., Aganov A., Rogachev A., Ivankov O., Validov Sh., Yusupov M., Usachev K. (2024) Structural aspects of RimP binding on small ribosomal subunit from Staphylococcus aureus. Structure. 32, 74–82.
  16. Бикмуллин А.Г., Нуруллина Л.И., Гараева Н.С., Клочква Э.А., Блохин Д.С., Голубев А.А., Валидов Ш.З., Хусаинов И.Ш., Усачев К.С., Юсупов М.М. (2020) Сборка комплекса 30S субъединицы рибосомы и фактора RbfA S. aureus in vitro для структурных исследований. Биохимия. 85, 637–646.
  17. Wicker-Planquart C., Ceres N., Jault J.-M. (2015) The C-terminal α-helix of YsxC is essential for its binding to 50S ribosome and rRNAs. FEBS Lett. 589, 2080–2086.
  18. Rozov A., Khusainov I., El Omari K., Duman R., Mykhaylyk V., Yusupov M., Westhof E., Wagner A., Yusupova G. (2019) Importance of potassium ions for ribosome structure and function revealed by long-wavelength X-ray diffraction. Nat. Commun. 10, 2519.
  19. Khusainov I., Fatkhullin B., Pellegrino S., Bikmullin A., Validov Sh., Liu W., Gabdulkhakov A., Al Shebel A., Golubev A., Zeyer D., Trachtmann N., Sprenger G.A., Validov Sh., Usachev K., Yusupova G., Yusupov M. (2020) Mechanism of ribosome shutdown by RsfS in Staphylococcus aureus revealed by integrative structural biology approach. Nat. Commun. 11, 1656.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».