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Projekt
Aminocarboxypropyl (acp) modifizierte Nucleotide in RNA: Enzyme, Strukturen und Funktionen
Antragsteller
Professor Dr. Karl-Dieter Entian; Professor Dr. Jens Wöhnert
Fachliche Zuordnung
Biochemie
Strukturbiologie
Strukturbiologie
Förderung
Förderung von 2018 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404989355
Die m1acp3Ѱ1191 (S. cerevisiae) Hypermodifikation ist einzigartig und voraussichtlich in allen eukaryotischen 18S rRNAs vorhanden. In der ersten Periode des Schwerpunktprojektes konnten wir die Funktion und die Struktur des Proteins Tsr3 charakterisieren, das im letzten Schritt der Biosynthese dieses einzigartig modifizierten Nukleotids die acp-Gruppe auf m1Ѱ überträgt. Wir konnten die Röntgenstruktur von archaealen Tsr3-Homologen im SAM gebundenen und im Apo-Stadium ermitteln. Überraschenderweise zeigte Tsr3 die gleiche Faltung wie RNA-Methyltransferasen der SPOUT-Klasse, aber mit einem neuartigen Substratbindungsmodus, der den Transfer der acp-Gruppe auf das RNA-Substrat unterstützt. Ein DTW-Sequenzmotiv ist integraler struktureller Bestandteil dieser SAM-Bindungsstelle. Diese strukturellen Besonderheiten und die Sequenzähnlichkeiten eröffneten einen neuen Zugang zur Identifizierung von weiteren RNA-acp-Transferasen. Proteine mit DTW-Motiven sind in allen Domänen des Lebens weit verbreitet. Für E. coli zeigen unsere bisherigen Daten, dass das DTW-Protein YfiP für die acp3U-47 Modifikation in tRNAs verantwortlich ist. Erstaunlicherweise erfolgt die acp3U-47 Modifikation nur dann effizient, wenn eine m7G-46 Modifikation vorhanden ist. Weiterhin sind in höheren Eukaryoten voraussichtlich mehrere Homologe von tRNA acp-Transferasen vorhanden, von denen einige möglicherweise spezifisch tRNAs in Organellen modifizieren. Ziel des Antrags ist es, die funktionelle Bedeutung der acp-Modifikation in tRNAs zu untersuchen und die strukturelle Basis für die tRNA-Substraterkennung zu beschreiben sowie diese mit der voraussichtlich unterschiedlichen rRNA-Bindung von Tsr3 acp-Transferasen zu vergleichen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
