The three-dimensional structure of the bacterial ribosome; the transition to atomic revolution

• Applicant: Richard Brimacombe, Ph.D.
• Subject Area: Biochemistry
• Term: from 1999 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5224816

Untersuchungen des Ribosoms durch Röntgen-Kristallographie bzw. Kryo-Elektronen-Mikroskopie (EM) haben zu Strukturen mit einer Auflösung von 5-10 Å geführt. Allerdings wird die Aufklärung der atomaren Struktur eines Ribosoms - auch bei noch höherer Auflösung - keinesfalls durch diese Untersuchungen automatisch erfolgen; dafür ist die Komplexität des Ribosoms und die Vielfalt seiner Bestandteile einfach zu groß. Unsere Strategie bezüglich dieses Problems besteht darin, biochemisch abgeleitete 3D-Modelle für das Ribosom mit den EM-Rekonstruktionen zu kombinieren, um sie schrittweise der atomaren Struktur anzunähern. Auf diese Weise haben wir vor kurzem eine erstes vollständiges 3D-Modell für die gesamte rRNA (d.h. 5S, 16S und 23S rRNA) erstellt, das einer 13 Å EM-Rekonstruktion angepaßt wurde. In der nächsten Phase wird das Modell mit Hilfe der neueren (höher auflösenden) EM-Rekonstruktionen verfeinert. Die Anpassung der zur Verfügung stehenden atomaren Strukturen von einzelnen ribosomalen Komponenten wird ebenfalls verbessert, bzw. ergänzt. Unsere experimentellen Untersuchungen werden sich gezielt auf "Lücken" in den vorhandenen strukturellen Kenntnissen konzentrieren. Abbendum: Im Laufe des Jahres 2000 sind atomare Strukturen für die 30S ribosomale Untereinheit aus Thermus thermophilus bzw. die 50S Untereinheit aus Haloarcula marismortui veröffentlicht worden. Allerdings weisen diese Ribosomen - im Bergleich zu dem biochemisch am meisten untersuchten Ribosom aus Escherichi coli - wesentliche Unterschiede auf. in Neuantrag, der sich mit diesem Problem befaßt, wird zur Zeit vorbereitet.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Russia, United Kingdom
• Participating Persons: Professorin Dr. Olga Dontsova; Professor Dr. Marin van Heel