Сборка комплекса 50S субъединицы рибосомы и GTP-связывающего фактора YsxC S. aureus in vitro для структурных исследований

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Правильная сборка и созревание рибосомных субъединиц — важнейшие процессы, обеспечивающие функциональную активность рибосом, эффективность и точность трансляции. Одним из белковых факторов, участвующих в процессах созревания большой субъединицы рибосомы, является GTP-связывающий белок YsxC, обнаруженный у многих бактерий. Известно, что в отсутствие YsxC в клетке накапливаются незрелые рибосомные интермедиаты, известные как 45S субъединицы, которые не способны взаимодействовать с малой субъединицей и формировать функционально активные рибосомы, а делеция гена ysxC летальна для Staphylococcus aureus. Механизм взаимодействия YsxC с рибосомой S. aureus остается неизученным. В данной работе разработан протокол выделения, очистки и сборки комплекса белка YsxC с 50S субъединицей рибосомы S. aureus, с использованием которого получен образец для регистрации данных просвечивающей криоэлектронной микроскопии.

Об авторах

А. Д. Биктимиров

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, 420008 Россия

М. М. Юсупов

Казанский (Приволжский) федеральный университет; Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; Institute of Genetics, Molecular and Cellular Biology, CNRS UMR7104, INSERM U964

Казань, 420008 Россия; Москва, 123182 Россия; Universit’e de Strasbourg, Illkirch, F‑67400 France

К. С. Усачев

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: konstantin.usachev@kpfu.ru
Казань, 420008 Россия

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 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».