The role of the N-terminal domain of the a/TIF32 subunit of eIF3 in mRNA recruitment to the 43S pre-initiation complexes.

Abstract

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,...

Translation initiation is a complex process which results in the assembly of the elongation competent 80S ribosome from the 40S and 60S ribosomal subunits, the initiator tRNA and mRNA, and is orchestrated by numerous eukaryotic initiation factors (eIFs). Although it represents one of the most regulated processes of gene expression, the exact mechanism of one of the key steps of translation initiation - mRNA recruitment to the 43S pre-initiation complex (PIC) - is still only poorly understood. Recent studies indicated that besides eIF4F and poly(A)-binding protein, also eIF3 might play an important, if not crucial, role in this step. In our laboratory, we recently identified a 10 Ala substitution (Box37) in the a/TIF32 subunit of Saccharomyces cerevisiae eIF3, which interfered with translation initiation rates. Detailed analysis showed that this mutation significantly reduces the amounts of model mRNA in the gradient fractions containing 48S PICs as the only detectable effect in vivo. Moreover, a recently solved crystal structure of the N-terminal part of a/TIF32 pointed to two Box37 residues, Arg363 and Lys364, both proposed to contribute to one of the positive, potentially RNA-binding areas on the a/TIF32 surface. The fact that also their substitutions with alanines severely impaired the mRNA recruitment...