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細菌のイニシエーターtRNAの高度に保存された2つの特徴は、翻訳開始における異なるチェックポイントを通過することをライセンスしている
Two highly conserved features of bacterial initiator tRNAs license them to pass through distinct checkpoints in translation initiation.
PMID: 28204695 PMCID: PMC5389676. DOI: 10.1093/nar/gkw854.
抄録
真正細菌の翻訳開始には、tRNAfMet、mRNA、開始因子（IF）、30Sリボソームが30S前開始複合体（30S pre-IC）に集合し、50Sリボソームが再配列して結合して70S ICを形成することが関係している。IFを放出すると、70S ICは伸長競合型の70Sになる。翻訳の正確な開始に重要なリボソームPサイトへの開始剤tRNA（tRNAfMet）の直接のリクルートは、tRNAfMetの2つの保存された特徴に起因しています。(i) アミノ酸のフォルミル化、(ii) アンチコドン茎に3つの連続したG-C塩基対（3GC塩基対）が存在することである。しかしながら、開始の様々な段階におけるtRNAfMetのこれら2つの保存された特徴の正確な役割は不明のままである。天然および人工tRNAを用いて、3GC塩基対がtRNAfMetの30Sから70Sへの移行をライセンスし、IF3の放出によって伸長に適した70Sへと移行することを示した。この3つのGCペアのうち、中間のGCペア（G30-C40）、あるいは単にG30（特定の文脈では）がこの役割を果たしており、大腸菌のサスティランスに不可欠であることがわかった。さらに、過剰生産されたtRNAfMetによるフォルミラーゼ欠損大腸菌の救出は、フォルミラー化の特徴がtRNAfMetの30Sリボソームへの初期ターゲティングを可能にしていることを明らかにした。
Eubacterial translation initiation involves assembly of tRNAfMet, mRNA, initiation factors (IFs) and 30S ribosome in a 30S pre-initiation complex (30S pre-IC), which rearranges and joins 50S ribosome to form 70S IC. Upon releasing IFs, 70S IC becomes elongation-competent 70S. The direct recruitment of initiator tRNA (tRNAfMet) into the ribosomal P-site, crucial in accurate initiation of translation, is attributed to two conserved features of tRNAfMet: (i) formylation of amino acid attached to it and, (ii) the presence of three consecutive G-C base pairs (3GC base pairs) in the anticodon stem. However, the precise roles of these two conserved features of tRNAfMet during the various steps of initiation remain unclear. Using natural and engineered tRNAs, we show that the 3GC pairs license tRNAfMet transitions from 30S to 70S IC and then to elongation-competent 70S by release of IF3. Of the 3GC pairs, the middle GC pair (G30-C40), or merely G30 (in a specific context) suffices in this role and is essential for the sustenance of Escherichia coli. Furthermore, rescue of formylase deficient E. coli by overproduced tRNAfMet reveals that the feature of formylation licenses initial targeting of tRNAfMet to 30S ribosome