Anton A. Komar, Ph.D., Professor
Director, Center for Gene Regulation in Health and Disease, Cleveland State University, Cleveland, Ohio, USA
Department of Biochemistry and Center for RNA Molecular Biology, Case Western Reserve University, Cleveland, Ohio , USA
Genomic Medicine Institute, Lerner Research Institute, Cleveland Clinic, Cleveland, OH, USA
DAPCEL, Inc., Cleveland, OH, USA
Аннотация:
Сворачивание белков начинается на рибосоме (котрансляционно), еще до окончания полного синтеза всей белковой цепи. Рибосома в процессе белкового синтеза (трансляции) движется по мРНК неравномерно. Неравномерность трансляции в основном определяется частотами использования кодонов и концентрацией тРНК в клетках. Частые кодоны обычно прочитываются рибосомой относительно быстро, в то время как редкие – медленно. Характер распределения частых и редких синонимических кодонов вдоль мРНК неравномерен и не случаен и определяет специфическую динамику синтеза белка, которая в свою очередь, влияет на эффективность его котрансляционного сворачивания. С использованием целого ряда подходов, включающих методы флуоресцентной спектроскопии, флуоресцентного резонансного переноса энергии в реальном времени, двумерного ядерного магнитного резонанса и других, нами получена детальная картина влияния частот использования синонимических кодонов на скорость и эффективность ко- и посттрансляциного сворачивания белков. Это знание позволило разработать эффективные методы оптимизации генов для экспрессии в гетерологичных системах, тем самым обеспечивая максимальный выход правильно свернутых белков, а также объяснить случаи возникновения болезней (таких как, например, гемофилия B), вызванных одиночными заменами синонимических кодонов.
- Komar AA. Genetics. SNPs, silent but not invisible, Science. 315,466-467, 2007.
- Komar AA. A pause for thought along the co-translational folding pathway. Trends Biochem Sci. 34, 16-24, 2009.
- Holtkamp et al, Cotranslational protein folding on the ribosome monitored in real time. Science, 350, 1104-1107, 2015.
- Buhr et al, Synonymous codons direct cotranslational folding toward different protein conformations. Mol Cell, 61, 341-351, 2016.
- Komar AA. The yin and yang of codon usage. Hum Mol Genet., 25(R2), R77-R85, 2016.
