Facteur de libération - Release factor

Un facteur de libération est une protéine qui permet la terminaison de la traduction en reconnaissant le codon de terminaison ou le codon d' arrêt dans une séquence d' ARNm . Ils sont nommés ainsi car ils libèrent de nouveaux peptides à partir du ribosome.

Fond

Lors de la traduction de l'ARNm, la plupart des codons sont reconnus par des molécules d' ARNt « chargées » , appelées aminoacyl-ARNt, car elles adhèrent à des acides aminés spécifiques correspondant à l' anticodon de chaque ARNt . Dans le code génétique standard , il existe trois codons d'arrêt d'ARNm : UAG ("ambre"), UAA ("ocre") et UGA ("opale" ou "ombre"). Bien que ces codons stop soient des triplets tout comme les codons ordinaires, ils ne sont pas décodés par les ARNt. Il a été découvert par Mario Capecchi en 1967 qu'au lieu de cela, les ARNt ne reconnaissent généralement pas du tout les codons d'arrêt, et que ce qu'il a appelé « facteur de libération » n'était pas une molécule d'ARNt mais une protéine. Plus tard, il a été démontré que différents facteurs de libération reconnaissent différents codons stop.

Classification

Il existe deux classes de facteurs de libération. Les facteurs de libération de classe 1 reconnaissent les codons stop ; ils se lient au site A du ribosome d'une manière imitant celle de l' ARNt , libérant le nouveau polypeptide lorsqu'il désassemble le ribosome. Les facteurs de libération de classe 2 sont des GTPases qui améliorent l'activité des facteurs de libération de classe 1. Il aide le RF de classe 1 à se dissocier du ribosome.

Les facteurs de libération bactérienne comprennent RF1, RF2 et RF3 (ou PrfA, PrfB, PrfC dans la nomenclature des gènes « facteur de libération peptidique »). RF1 et RF2 sont des RF de classe 1 : RF1 reconnaît UAA et UAG tandis que RF2 reconnaît UAA et UGA. RF3 est le facteur de libération de classe 2. Les facteurs de libération eucaryotes et archéens sont nommés de manière analogue, la dénomination étant changée en « eRF » pour « facteur de libération eucaryote » et vice versa. a/eRF1 peut reconnaître les trois codons stop, tandis que eRF3 (les archées utilisent aEF-1α à la place) fonctionne exactement comme RF3.

Les facteurs de libération bactériens et archéo-eucaryotes auraient évolué séparément. Les facteurs de classe 1 des deux groupes ne présentent pas de séquence ou d'homologie structurelle entre eux. L'homologie dans la classe 2 est limitée au fait que les deux sont des GTPases . On pense que (b)RF3 a évolué à partir de EF-G tandis que eRF3 a évolué à partir de eEF1α .

Conformément à leur origine symbiotique, les mitochondries et les plastes eucaryotes utilisent des facteurs de libération de classe I de type bactérien. En avril 2019, aucun rapport définitif d'un facteur de libération organellaire de classe II n'a pu être trouvé.

Gènes humains

• RF1 (mitochondriale) : MTRF1 , MTRF1L , MRPL58 (ICT1), MTRFR (C12orf65)
• eRF1 : ETF1
• eRF3 : GSPT1 , GSPT2

La structure et la fonction

Les structures cristallines ont été résolues pour le ribosome bactérien 70S lié à chacun des trois facteurs de libération, révélant des détails dans la reconnaissance des codons par RF1/2 et la rotation de type EF-G de RF3. Des structures cryo-EM ont été obtenues pour le ribosome mamallien eucaryote 80S lié à eRF1 et/ou eRF3, fournissant une vue des réarrangements structurels causés par les facteurs. L'ajustement des images EM aux structures cristallines connues auparavant des pièces individuelles permet une identification et une vue plus détaillée du processus.

Dans les deux systèmes, le (e)RF3 de classe II se lie au site universel GTPase sur le ribosome, tandis que les RF de classe I occupent le site A.

Bactérien

Les facteurs de libération bactérienne de classe 1 peuvent être divisés en quatre domaines. Les domaines d'importation catalytique sont :

• Le motif « tripeptide anticodon » dans le domaine 2, P[AV]Tdans RF1 et SPFdans RF2. Un seul résidu participe réellement à la reconnaissance du codon stop via une liaison hydrogène.
• Le motif GGQ dans le domaine 3, critique pour l'activité de la peptidyl-ARNt hydrolase (PTH).

Comme RF1/2 se trouve dans le site A du ribosome, les domaines 2, 3 et 4 occupent l'espace dans lequel les ARNt se chargent pendant l'élongation. La reconnaissance du codon d'arrêt active le RF, en envoyant le motif GGQ au centre de peptidyl transférase (PTC) à côté de l'extrémité 3' de l'ARNt du site P. Par hydrolyse du peptidyl-ARNt, le peptide est détaché et libéré. RF3 est encore nécessaire pour libérer RF1/2 de ce complexe de terminaison de traduction.

Après avoir libéré le peptide, le recyclage ribosomique est toujours nécessaire pour vider l'ARNt et l'ARNm du site P afin de rendre le ribosome utilisable à nouveau. Cela se fait en divisant le ribosome avec des facteurs tels que IF1 - IF3 ou RRF - EF-G .

Eucaryote et archéen

eRF1 peut être décomposé en quatre domaines : N-terminal (N), Middle (M), C-terminal (C), plus un minidomaine :

• Le domaine N est responsable de la reconnaissance des codons d'arrêt. Les motifs incluent TASNIKSet YxCxxxF.
• Un motif GGQ dans le domaine M est essentiel pour l'activité de la peptidyl-ARNt hydrolase (PTH).

Contrairement à la version bactérienne, eRF1-eRF3-GTP se lie en un sous-complexe, via un GRFTLRDmotif sur RF3. La reconnaissance du codon d'arrêt permet à eRF3 d'hydrolyser le GTP et le mouvement qui en résulte place le GGQ dans le PTC pour permettre l'hydrolyse. Le mouvement provoque également un mouvement de +2-nt de l' empreinte du complexe de pré-termination. Le complexe archéen aRF1–EF1α–GTP est similaire. Le mécanisme de déclenchement est similaire à celui de l' aa-ARNt – EF-Tu – GTP.

Un système homologue est Dom34/ Pelota – Hbs1 , un système eucaryote qui brise les ribosomes bloqués. Il n'a pas de GGQ. Le recyclage et le démantèlement sont médiés par ABCE1 .

Les références

Liens externes

• Résiliation + Libération + Facteur à la National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH) des États-Unis