リボソームタンパク質uL15の水酸化His39をAlaまたはThrで置換すると、リボソームの翻訳活性が低下することを明らかにした

[Replacement of Hydroxylated His39 in Ribosomal Protein uL15 with Ala or Thr Impairs the Translational Activity of Human Ribosomes].

• D D Yanshina
• A V Gopanenko
• G G Karpova
• A A Malygin

抄録

翻訳後のヒドロキシル化は、リボソームの小（S）サブユニットおよび大（L）サブユニットに位置する3つの哺乳類リボソームタンパク質、uS12、uL2、およびuL15において起こる。我々は、C末端に3xFLAGエピトープで標識されたタンパク質uL15（uL15^(3xFLAG)）、またはHis39Ala、His39Thr、またはHis40Ala置換を含むuL15^(3xFLAG)の変異体を産生する細胞培養を用いて、リボソームの翻訳活性維持におけるuL15の水酸化His39の役割を検討してきた。その結果、外因性uL15^(3xFLAG)は、適切なDNAコンストラクトをトランスフェクトしたHEK293細胞において、内因性uL15を機能的に置き換えることができることがわかった。しかし、上記の変異型uL15^(3xFLAG)を産生する細胞では、非変異型uL15^(3xFLAG)を産生する細胞と比較して、リボソームの翻訳活性が約35％低下することがわかった。ヒトリボソームの構造モデルを解析した結果、His39の水酸基が、この水酸基とHis40イミダゾール環の窒素原子との間に水素結合を形成することにより、リボソーム構造の局所的な安定化に関与していると仮定することができた。His39はリボソームのE部位付近に位置していることから、この構造安定化がリボソームの翻訳活性を維持しているのではないかと考えられます。

Post-translational hydroxylation occurs in three mammalian ribosomal proteins, uS12, uL2, and uL15, which are located in the small (S) and large (L) subunits of the ribosome near the most important decoding and peptidyltransferase functional centers. We have used cell cultures, which produce protein uL15 labeled with the 3xFLAG epitope at the C-terminus (uL15^(3xFLAG)) or mutant forms of uL15^(3xFLAG) that contain His39Ala, His39Thr, or His40Ala substitutions, to examine the role of hydroxylated His39 of uL15 in maintaining the translational activity of ribosomes. It has been found that exogenous uL15^(3xFLAG) is able to functionally replace endogenous uL15 in HEK293 cells transfected with an appropriate DNA construct. However, the translational activity of ribosomes decreases by about 35% in cells that produce the above mutant forms of uL15^(3xFLAG) compared with that in cells that produce nonmutated uL15^(3xFLAG). Analysis of the structural model of the human ribosome has allowed us to assume that the hydroxyl group in His39 is involved in the local stabilization of the ribosome structure through the formation of a hydrogen bond between this group and the nitrogen atom of the His40 imidazole ring. Given that His39 is located near the E site of the ribosome, we believe that this stabilization of the ribosome structure ensures the maintenance of its translational activity.