БИОХИМИЯ, 2023, том 88, вып. 2, с. 311 - 323

УДК 577.21;577.322.63

УЗНАВАНИЕ γ-СУБЪЕДИНИЦЫ β-СУБЪЕДИНИЦЕЙ.

СТАБИЛИЗАЦИЯ GTP-СВЯЗАННОГО СОСТОЯНИЯ

ФАКТОРА ИНИЦИАЦИИ ТРАНСЛЯЦИИ 2 АРХЕЙ И ЭУКАРИОТ

О.В. Кравченко, Н.А. Невская, С.В. Никонов

Институт белка РАН,

142290 Пущино, Московская обл., Россия; электронная почта: alik@vega.protres.ru

Поступила в редакцию 26.10.2022

После доработки 27.01.2023

Принята к публикации 28.01.2023

Фактор инициации трансляции 2 эукариот и архей (e/aIF2) функционирует как гетеротример-

ный комплекс. Он состоит из трех субъединиц (α, β, γ). Субъединицы α и β связаны с γ-субъеди-

ницей водородными связями и Ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, но не контактируют друг

с другом. Хотя основные функции фактора выполняет γ-субъединица, надежное формирование

αγ- и βγ-комплексов необходимо для его правильного функционирования. В представленной работе

мы внесли замены в структуру узнающей части βγ-интерфейса и показали, что как у эукариот, так и

у архей определяющую роль в узнавании субъединиц играет гидрофобный эффект. Форма и свойства

ложбины на поверхности γ-субъединицы способствуют переходу неупорядоченной узнающей части

β-субъединицы в α-спираль, содержащую примерно одинаковое число остатков у архей и эукариот.

Кроме того, на основании вновь полученных данных был сделан вывод, что для архей и эукариот

переход γ-субъединицы в активное состояние ведет к дополнительному контакту между ее переклю-

чателем 1 и С-концевой частью β-субъединицы, который стабилизирует спиральную конформацию

переключателя.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: фактор инициации трансляции 2, структура, βγ-узнавание.

DOI: 10.31857/S0320972523020100, EDN: QHAGKH

ВВЕДЕНИЕ

субъединиц (α, β, γ). Наибольшая - γ-субъеди-

ница - отвечает за основные функции фактора.

У эукариот и архей фактор инициации

Она взаимодействует как с α-, так и с β-субъ-

трансляции 2 (e/aIF2) в GTP-связанной фор-

единицами, тогда как α- и β-субъединицы не

ме доставляет инициаторную метионил-тРНК

имеют контакта друг с другом. Следовательно,

на малую субчастицу рибосомы. Структурные

в молекуле e/aIF2 имеются два межсубъединич-

перестройки, возникающие в 43S-комплексе,

ных интерфейса, стабилизированных водо-

способствуют быстрому гидролизу GTP даже

родными связями и Ван-дер-ваальсовыми взаи-

в отсутствие мРНК [1]. Однако только после

модействиями. В данной статье мы будем рас-

узнавания старт-кодона и удаления неоргани-

сматривать только βγ-интерфейс.

ческого фосфата (Pi) фактор e/aIF2 в GDP-

В настоящее время известны кристалли-

связанной форме диссоциирует из инициатор-

ческие [4-6] и cryo-ЕМ [7-9] структуры, со-

ного комплекса [2-3], оставляя инициаторную

держащие βγ-комплексы архей и эукариот. Все

тРНК в Р-сайте малой рибосомной субчасти-

эти комплексы характеризуются наличием в

цы и открывая возможности для дальнейших

β-субъединице α-спирали, которая взаимодей-

этапов биосинтеза белка.

ствует с гидрофобным пятном на поверхности

Фактор инициации 2 функционирует как

γ-субъединицы, имеющим форму ложбины.

гетеротримерный комплекс. Он состоит из трех Дно ложбины сформировано β-тяжем (β7),

Принятые сокращения: e/aIF2 - фактор инициации трансляции 2; ZBD - домен цинкового пальца; GDPCP - ана-

лог GTP; SPR - поверхностный плазмонный резонанс; Sce - Saccharomyces cerevisiae; Sso - Sulfolobus solfataricus; Hsa -

Homo sapiens; WT - дикий тип.

* Адресат для корреспонденции.

311

312

НИКОНОВ и др.

а края - двумя α-спиралями (α4 и α5). Спи-

I222T в γ-субъединице Homo sapiens (HsaIF2γ)

раль β-субъединицы, содержащая в своем со-

ведет к Х-хромосомному неврологическому за-

ставе более половины гидрофобных остатков,

болеванию, которое характеризуется умствен-

укладывается в эту ложбину. Аминокислотные

ной отсталостью и микроцефалией [17]. За-

остатки, формирующие спираль β-субъедини-

мена находится в области, соответствующей

цы, располагаются на N-конце архейных по-

участку архейной IF2γ, который взаимодей-

следовательностей и в середине эукариотиче-

ствует со спиралью α1. У дрожжей аналогич-

ских последовательностей. Как у архей, так и у

ная мутация (V281T в SceIF2γ) практически не

эукариот за спиралью следует длинная (поряд-

влияет на рост клеток, но ухудшает правиль-

ка 20 а.о.) неупорядоченная часть структуры,

ный выбор старт-кодона и функционирова-

которая переходит в центральный α/β-домен и

ние eIF2 in vivo, причем негативная роль ука-

домен цинкового пальца (ZBD).

занной мутации может быть минимизирована

Второй контакт между субъединицами

оверэкспрессией гена, кодирующего eIF2β.

найден на участке поверхности γ-субъедини-

Исключающей образование βγ-комплекса у

цы в месте расположения переключателя 1.

дрожжей является замена V281K. В γ-субъеди-

Здесь с γ-субъединицей взаимодействует или

нице фактора инициации 2 археи Sulfolobus

центральный домен β-субъединицы [4], или

solfataricus (SsoIF2γ) миссенс-мутации соот-

цинк-связывающий домен [5, 8]. Контакт за-

ветствует замена I181T [17]. Определенная нами

висит от состояния субъединицы, поскольку

структура SsoIF2γ, содержащая эту замену [18],

переключатель 1 меняет свою конформацию

показала отсутствие каких-либо видимых из-

при ее переходе из активной формы в пас-

менений в области, не подвергшейся мутации.

сивную [4-5]. Длинная N-концевая часть эу-

Более того, мутант I181T связывался с β-субъ-

кариотических β-субъединиц, по-видимому,

единицей примерно с тем же сродством, что

не играет существенной роли в связывании

и дикий тип [18]. Таким образом, можно сде-

γ-субъединиц, так как ранее было показано,

лать вывод, что указанная замена по-разно-

что архейные β-субъединицы и C-концевая

му влияет на формирование βγ-комплексов в

часть последовательностей эукариотических

различных организмах. Структурные особен-

β-субъединиц содержат около 80 гомологич-

ности субчастиц, ответственные за это, пока

ных остатков, и этой части структуры эука-

не выявлены.

риотической β-субъединицы достаточно для

В данной работе мы внесли замены в струк-

связывания eIF2γ [10]. Известно, что N-кон-

туру узнающей части βγ-интерфейса SsoIF2γ и

цевая часть человеческой β-субъединицы со-

исследовали методом SPR связывание получен-

держит 4 сайта фосфорилирования и 3 лизи-

ных мутантных форм с β-субъединицами IF2

новых кластера, которые необходимы для взаи-

S. solfataricus, S. cerevisiae и H. sapiens. В биохи-

модействия с eIF2B и мРНК [11-12]. О про-

мических экспериментах использовались сво-

странственной структуре N-концевой части

бодная γ-субъединица и комплекс SsoIF2γ c ана-

β-субъединицы эукариот и ее контактах с γ-субъ-

логом GTP (GDPCP). Кроме того, нами была

единицей информация полностью отсутствует.

определена кристаллическая структура мутант-

Таким образом, имеющаяся структурная

ной формы SsoIF2γ I181K и сгенерирована про-

информация показывает, что узнавание и пер-

цедурой AlphaFold2 модель мутантной формы

вичное связывание γ-субъединицы осущест-

V281K γ-субъединицы дрожжей.

вляется областью β-субъединицы, соответ-

Полученные биохимические и структурные

ствующей спирали α1 архейных субъединиц,

данные показывают, что определяющее влия-

так как только эта спираль сохраняет неиз-

ние на узнавание субъединиц оказывает изме-

менное положение на поверхности γ-субъе-

нение гидрофобности связывающихся поверх-

диницы во всех известных комплексах. Этот

ностей в узнающей части интерфейса. Так,

вывод подтверждается точечными мутациями

заряженный атом лизина, отрицательно влияю-

в области остатков 128-150 β-субъединицы из

щий на формирование βγ-комплекса в дрож-

Saccharomyces cerevisiae (SceIF2β), которые по-

жах, разрушает гидрофобное пятно ложбины

казали, что замена 6 остатков на аланины ис-

SsoIF2γ и SceIF2γ без образования стерически

ключает связывание субъединиц и летальна

недопустимых контактов с β-субъединицей.

для клеток [13]. Единичные замены в цинковом

В то же время замена глицина на тирозин в

пальце SceIF2β ведут к изменению функции

этой части структуры (SsoIF2γ G197Y) расши-

eIF2 в клетке [14-16].

ряет гидрофобное пятно и увеличивает срод-

Роль остатков ложбины γ-субъединицы в

ство субъединиц.

связывании β-субъединицы исследована не-

Сродство субъединиц увеличивается так-

достаточно. Известно, что миссенс-мутация

же при использовании для образования ком-

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023

βγ-УЗНАВАНИЕ В e/aIF2

313

плекса γ-субъединицы в активном состоянии

1,2-1,5 о.е./мл. По достижении нужного зна-

за счет упорядочения переключателя 1 и его

чения оптической плотности инкубацию кле-

контакта с С-концевой частью β-субъедини-

ток останавливали и удаляли жидкую культу-

цы. По-видимому, этот контакт необходим

ральную среду путем центрифугирования при

для стабилизации структуры переключателя

11 000 g и 4 °С в течение 15 мин.

и минимизации неконтролируемого выхода

Клетки штаммов-суперпродуцентов ре-

монофосфата Pi из нуклеотид-связывающего

суспендировали в буфере для лизиса кле-

кармана.

ток (50 мМ Tris-HCl (рН 8,0), 10 мМ β-МЭ,

10 мМ MgCl₂, 5 мМ ЭДТА, 1 М NaCl - для

SsoIF2γ и SsoIF2β; 50 мМ Tris-HCl (рН 7,5),

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

500 мМ NaCl, 20 мМ имидазола, 10 мМ βМЭ -

для HsaIF2β) в соотношении 1 г клеток на 5 мл

Получение β-субъединиц и мутантных форм

буфера и разрушали ультразвуком («Fisher Sci-

γ-субъединиц фактора инициации трансляции 2.

entific», США ). Дебрис осаждали путем цен-

Сайт-направленный мутагенез осуществляли

трифугирования при 12 300 g в течение 30 мин

методом QuikChange®. В качестве матриц ис-

при 4 °С. Для выделения SsoIF2γ, ее мутантных

пользовали плазмиду pET-11a с геном, коди-

форм и SsoIF2β из супернатанта удаляли рибо-

рующим полноразмерную γ-субъединицу фак-

сомы (60 мин при 162 000 g, 4 °С) и прогревали

тора инициации трансляции 2 археи S. solfa-

при 60 °С в течение 10 мин. Денатурировавшие

taricus дикого типа (SsoIF2γ WT), плазмиду

белки осаждали путем центрифугирования в

pET-11a с геном γ-субъединицы фактора ини-

течение 30 мин при 12 300 g, 4 °С. К суперна-

циации трансляции 2 археи S. solfataricus, му-

танту добавляли сульфат аммония до конечной

тантной по 181 положению (SsoIF2γ I181T), а

концентрации 1,5 М, после чего проводили по-

также плазмиду pET-11c с геном EIF2S2 (ген

следовательную хроматографическую очистку в

полноразмерной β-субъединицы).

несколько этапов (очистка на бутил-сефарозе и

Для аминокислотной замены глицина на

гепарин-сефарозе) («GE Healthcare», Швеция).

тирозин в

197-положении в генах белков

HsaIF2β очищали с помощью хроматогра-

SsoIF2γ WT и SsoIF2γ I181T использовали

фической очистки на Ni-сефарозе («GE Health-

праймеры F1 и R1; для внесения последова-

care»). Финальной стадией очистки всех белков

тельности из шести гистидинов (6× His-tag)

была гельфильтрационная хроматография на

на C-конец белка HsaIF2β использовали прай-

Superdex 200 («GE Healthcare»).

меры F2 и R2. Последовательности использу-

Получение комплексов мутантных форм

емых праймеров («Евроген», Россия) указаны

SsoIF2γ с GDPCP. SsoIF2γ смешивали с GDPCР

в табл. 1.

в молярном соотношении 1/1 и инкубировали

Полученными плазмидами трансформи-

при комнатной температуре в течение 15 мин.

ровали клетки Escherichia coli штамма XL1-blue.

Оценка связывания β- и γ-субъединиц мето-

Наличие необходимых замен/вставок оцени-

дом SPR. Мониторинг взаимодействия SsoIF2γ

вали по результатам секвенирования.

и ее мутантных форм с IF2β осуществляли с

Клетки E. coli штамма BL21 (DE3)/Rosetta,

помощью метода поверхностного плазмонно-

трансформированные плазмидами, содержа-

го резонанса на приборе ProteOn XPR36

щими гены целевых белков, растили на ауто-

(«Bio-Rad», США). Эксперименты проводили

индукционной среде, содержащей селективные

при 25 °С. Для анализа кинетики белок-белко-

антибиотики (ампициллин и хлорамфеникол)

вого взаимодействия методом SPR использо-

при 37 ^оС до оптической плотности (А600)

вали ProteOnTM GLH Sensor Chip («Bio-Rad»).

Таблица 1. Последовательности праймеров, использованных в работе

Название

Последовательность праймеров 5′→3′

праймера

CATAAGATTAATATAGATTCTCTAATCGAATATATAGAAGAGTATATAAAAACTCCTTACAG

CTGTAAGGAGTTTTTATATACTCTTCTATATATATTCGATTAGAGAATCTATATTAATCTTATG

CCGTGCCAAAGCTAATCATCATCATCATCATCATCACTAAGGATCCGGCTGCTAACAAAGC

GCTTTGTTAGCAGCCGGATCCTTAGTGATGATGATGATGATGATGATTAGCTTTGGCACGG

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023

314

НИКОНОВ и др.

Таблица 2. Статистические характеристики набора диф-

Связывающая поверхность данного чипа состо-

ракционных данных и кристаллографического уточнения

ит из уникальных модифицированных поли-

SsoIF2γ I181K

сахаридов. Их карбоксильные группы активи-

руются EDAC (1-этил-3-(3-диметиламинопро-

Сбор и обработка данных

пил) карбодиимид) и сульфо-N-гидроксисук-

Группа симметрии

I23

цинимидом для повышения эффективности

связывания и для стабилизации амино-реак-

Параметры ячейки

тивного продукта. Белок взаимодействует с

чипом через аминогруппу, образуя амидную

a = b = c, Å

186,86

связь. Таким образом, обеспечивается высо-

кая связывающая емкость чипа, а также вы-

α = β = γ, °

90, 90, 90

сокое сохранение биологической активности

белка. Концентрации белка, соответствующие

Источник излучения

Bessy BL 14,1

каждой сенсограмме, различались не менее,

Длина волны источника

чем в 3 раза. Скорость потока жидкости, со-

0,9184

излучения, Å

держащей белок, составляла 30 мкл/мин. Не-

посредственно после активации на чип иммо-

Число молекул в асимметрич-

билизировали белок-лиганд в концентрации

ной части

0,1 мг/мл до 10 000 резонансных единиц в бу-

фере, содержащем 10 мМ NaAc (pH 4,5). Сво-

Пределы разрешения, Å

40,71-2,18 (2,20-2,18)

бодные карбоксильные группы на чипе, с ко-

Общее число отражений

56 426 (2851)

торыми не связался белок, деактивировали

раствором 1 М EtHN2-HCl (pH 8,5). Взаимо-

Полнота набора, %

100 (100)

действие аналита с лигандом изучали в буфе-

ре, содержащем 20 мМ Hepes-NaOH (pH 8,0),

Избыточность

11,39

200 мМ NaCl, 1 мМ DTT, 0,05% (v/v) Tween-20.

Отмывание исследуемого аналита от лиганда

Среднее I/σ(I)

14,24 (1,35)

перед нанесением следующего проводили рас-

твором 10 мМ Глицин-HCl (pH 2,2).

Статистика уточнения

Кинетический анализ проводили с исполь-

Диапазон разрешения, Å

46,70-2,18 (2,20-2,18)

зованием 4-5 сенсограмм для одностадийной

реакции с помощью обсчета (по Лангмюру) с

Число отражений

56 420 (2851)

коррекцией масс-транспорта. Обсчет каждого

набора данных давал нам константы скоро-

Размер тестовой выборки, %

4,75

стей ассоциации (k_a) и диссоциации (k_d), а так-

же рассчитываемую из них равновесную кон-

Rwork, %

16,8 (24,7)

станту диссоциации (К_D = k_a/k_d). Полученный

набор сенсограмм обсчитывали в программе

Rfree, %

19,0 (28,6)

BIAEvaluation с использованием модели гете-

Средний температурный

рогенного лиганда.

29,1

фактор, Å²

Определение кристаллической структуры му-

тантной формы SsoIF2γ I181K. Процедура по-

Средние квадратичные отклонения

лучения мутантной формы SsoIF2γ I181K, ее

кристаллизация и определение структуры пол-

Длины связей, Å

0,008

ностью аналогична процедуре, описанной для

мутантной формы I181T [18]. Статистические

Валентные углы,°

1,136

характеристики дифракционного набора дан-

Остатки на карте Рамачандрана

ных и кристаллографического уточнения даны

в табл. 2.

Наиболее предпочтительные

Генерация модели мутантной формы IF2γ

98,0

районы, %

S. cereviciae (SceIF2γ V281K). Модель была

получена при помощи онлайн-сервиса:

Дополнительно разрешенные

2,0

«ColabFold: AlphaFold2 using MMseqs2» [19].

районы, %

Данный сервис предсказывает трехмерные

PDB ID

6R8S

структуры белков на основе их аминокислот-

ных последовательностей, используя проце-

Примечание. Данные в скобках соответствуют интервалу

дуру AlphaFold2 [20] с модифицированным

наиболее высокого разрешения.

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023

βγ-УЗНАВАНИЕ В e/aIF2

315

этапом поиска гомологичных последователь-

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ностей на основе процедуры MMseqs2 [21].

При построении модели для поиска шабло-

Выбор места точечных замен. Доступная

нов использовалась база данных PDB70 [22].

в настоящее время структурная информация

Минимизация энергии и уточнение геомет-

показывает, что ответственная за узнавание

рии полученной модели в рамках работы сер-

и первичное связывание часть βγ-интерфей-

виса ColabFold производились с использова-

са содержит область β-субъединицы, соответ-

нием силового поля AMBER [23]. Анализ и

ствующую спирали α1 архейных субъединиц и

ручная правка всех молекулярных моделей

гидрофобную ложбину на поверхности γ-субъ-

проводились в программе Coot [24]. Иллю-

единиц (рис. 1).

страции созданы в программах Inkscape

Точечные замены аминокислотных остатков

(Inkscape: Open Source Scalable Vector Graphics

в этой области способны оказать наибольшее

Editor, https://www.inkscape.org) и PyMol (The

влияние на связывание субъединиц. В наших

PyMOL Molecular Graphics System, Version 2.1.0

экспериментах мутациям подвергались участки

Schrödinger, LLC.)

поверхности ложбины аIF2γ, находящиеся на

Рис. 1. Место специфического контакта SsoIF2γ и SsoIF2β (PDB ID: 2qmu, [18]). Гидрофобная поверхность специ-

фического контакта со стороны γ-субъединицы формируется остатками β-тяжа β7 и α-спиралей α4 и α5. Со сторо-

ны β-субъединицы в образовании контакта участвует N-концевая спираль α1. Показаны остатки, предположитель-

но, ответственные за формирование первого зародышевого витка спирали α1 β-субъединицы при ее взаимодействии

с γ-субъединицей

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023

10*

316

НИКОНОВ и др.

Рис. 2. Сравнение последовательностей фрагментов aIF2 и eIF2, ответственных за формирование βγ-интерфейса.

Для фрагментов аминокислотной последовательности SsoIF2 указано расположение и нумерация элементов вторич-

ной структуры (стрелки - для β-тяжей и цилиндры - для α-спиралей). а - Сравнение последовательностей части

G-домена архейных и эукариотичесих белков. Для SsoIF2 (Sulfolobus solfataricus), PfuIf2 (Pyrococcus furious), MjaIF2

(Methanococcus jannaschii) и PabIF2 (Pyrococcus abyssi) доступны кристаллические структуры; для SceIF2 (Saccharomyces

cerevisiae) и HsaIF2 (Homo sapiens) - EM-структуры низкого разрешения. Желтым цветом показаны идентичные остат-

ки. Помечены остатки, подвергавшиеся мутациям (I181T, I181K, G197Y) в SsoIF2γ (розовые кружочки) и остатки, рас-

сматриваемые в тексте (серые треугольники). б - Сравнение последовательностей участка β-cубъединицы архейных

и эукариотических белков, ответственного за связывание γ-субъединицы. Раскраска остатков на обеих панелях иден-

тична

Рис. 3. Равновесные константы диссоциации комплексов SsoIF2γ дикого типа (WT) и его мутантных форм с β-субъ-

единицами из разных организмов

ее дне и одном из краев. Фрагменты амино-

белка (GTP-связанного, GDP-связанного или

кислотных последовательностей ряда архей и

свободного). Для наших исследований были

эукариот, соответствующих этой части βγ-ин-

выбраны свободный и связанный с нерасще-

терфейса, приведены на рис. 2, a.

пляемым аналогом GTP (GDPCP) SsoIF2γ.

С целью унификации полученных дан-

В аминокислотной последовательности SsoIF2γ

ных в качестве одного из партнеров в иссле-

сделаны замены: G197Y, I181T и двойная за-

дуемых βγ-комплексах использована струк-

мена I181T + G197Y. Первая замена заполня-

тура SsoIF2γ. Для этого белка было пока-

ет выемку на боковой поверхности ложбины

зано [25-26], что конформация участка его

SsoIF2γ между N190 и Y201 (рис. 1 и 2) и на-

структуры, соответствующего ложбине, в ко-

блюдается в HsaIF2γ-субъединице, вторая -

торую укладывается α-спираль β-субъедини-

соответствует ранее обсуждавшейся миссенс-

цы, не зависит от функционального состояния

мутации.

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023

βγ-УЗНАВАНИЕ В e/aIF2

317

Таблица 3. Взаимодействие SsoIF2γ дикого типа (WT) и его мутантных форм с β-субъединицами из разных организмов

SsoIF2γ

e/aIF2β

ka × 10⁵, M^-1с^-1

kd × 10^-3, с^-1

KD × 10^-9, M

Sce

3,84

4,33

11,30

Hsa

1,39 (1,46)

3,97 (1,47)

28,50 (10,1)

Sso

5,12 (6,97)

0,78 (0,45)

1,52 (0,64)

Sce

3,65

1,04

2,86

G197Y

Hsa

7,41 (6,83)

1,35 (0,53)

1,83 (0,78)

Sso

5,95 (7,36)

0,51 (0,27)

0,85 (0,37)

Sce

4,65

10,20

21,90

I181T

Hsa

0,78 (1,01)

4,74 (3,22)

61,00 (31,8)

Sso

5,28 (5,42)

1,45 (0,87)

2,77 (1,61)

Sce

2,24

2,42

10,80

I181T + G197Y

Hsa

1,75 (1,07)

2,69 (1,14)

15,30 (10,6)

Sso

6,06 (7,08)

0,73 (0,45)

1,20 (0,63)

Примечание. Данные в скобках соответствуют βγ-комплексам, содержащим активную форму SsoIF2γ (SsoIF2γ-

GDPCP).

В качестве другого партнера в βγ-комплек-

Увеличение гидрофобной поверхности

сах были использованы молекулы SsoIF2β,

за счет замены G197Y в SsoIF2γ кардинально

HsaIF2β и SceIF2β, так как для них имеются

меняет картину связывания, особенно для

структуры, содержащие βγ-интерфейс [7-9],

HsaIF2β. Константа скорости ассоциации

и описано влияние миссенс-мутации [17] на

для этой субъединицы увеличивается более

функционирование eIF2. Взаимодействие

чем в 5 раз, а константа скорости диссоциа-

SsoIF2γ дикого типа и его мутантных форм

ции уменьшается почти в 3 раза. Для SceIF2β

с β-субъединицами дикого типа из трех раз-

изменения в связывании заметно умереннее,

ных организмов анализировали, используя

возможно, потому что в последовательности

метод SPR. Данные анализа представлены

дрожжевой γ-субъединицы в аналогичном по-

в табл. 3 и в виде гистограммы на рис. 3. Влия-

ложении находится фенилаланин, который

ние переключателя 1 γ-субъединицы на связы-

лучше, чем тирозин, вписывается в структу-

вание β-субъединицы оценивали аналогичным

ру нативного комплекса. В результате заме-

способом, используя в качестве одного из парт-

ны G197Y сродство β-субъединиц из разных

неров комплекс SsoIF2γ с нерасщепляемым

организмов становится приблизительно оди-

аналогом GTP (табл. 3, рис. 3).

наковым, что подтверждает отсутствие специ-

Анализ комплексов, образованных SsoIF2γ

фического контакта между N-концевой частью

и его мутантными формами с IF2β архей и эука-

эукариотических β-субъединиц и γ-субъедини-

риот. Дрожжевая и человеческая β-субъедини-

цей [10]. Кроме того, эта замена указывает на

цы связываются с SsoIF2γ дикого типа с близ-

существенную, а, возможно, и определяющую

ким сродством, тогда как сродство архейных

роль гидрофобного эффекта в связывании

субъединиц на порядок выше в основном за

субъединиц, влияние которого заметно даже в

счет уменьшения константы скорости диссо-

комплексе SsoIF2γ-SsoIF2β, в котором срод-

циации. Пониженная стабильность комплек-

ство субъединиц увеличивается почти в 2 раза.

сов с эукариотическими IF2β, по всей види-

Более того, отсутствие значительных расхож-

мости, связана с потерей водородной связи,

дений в константах связывания указывает на

возникшей из-за замены Y15F (номенклатура

то, что в разных организмах замены аминокис-

SsoIF2β) в их β-субъединицах (рис. 2, б). Сле-

лотных остатков в узнающей части βγ-интер-

дует также отметить, что константа скорости

фейса, по-видимому, происходят согласованно.

ассоциации для SceIF2β почти в 3 раза выше,

Значительный интерес для нас представ-

чем для HsaIF2β.

ляла замена I181T в SsoIF2γ, которая, как уже

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023

318

НИКОНОВ и др.

отмечалось ранее, соответствует миссенс-му-

Как и следовало ожидать, в полученной струк-

тации I222T в HsaIF2γ. Для комплекса, обра-

туре изменения коснулись только места замены.

зованного архейной β-субъединицей с этой

По отношению к полярному атому T181 заря-

мутантной формой, замена I181T оказалась

женный атом K181 сместился на 3,7 Å в сторо-

несущественной (табл. 3), что подтверждает

ну E196 и образовал водородную связь с S193,

полученные ранее результаты [18]. По-види-

однако наложение этой структуры на структу-

мому, это связано с тем, что T181 контакти-

ру βγ-комплекса S. solfataricus (PDB ID: 2qmu)

рует с M10 β-субъединицы, который компен-

никаких дополнительных контактов со спира-

сирует появление полярного остатка на дне

лью α1 не обнаружило (рис. 4, а).

ложбины SsoIF2γ. В то же время замена I181T

Используя процедуру AlphaFold, мы сге-

в SsoIF2γ заметно ухудшила сродство эука-

нерировали модель γ-субъединицы дрожже-

риотических β-субъединиц к этой мутантной

вого фактора инициации 2 с заменой V281K

форме γ-субъединицы. В комплексах, образо-

(рис. 4, б). Сравнение этой модели с мутант-

ванных этими субъединицами, напротив T181

ной формой SsoIF2γ I181K показывает, что

находится лейцин, и практически недоступный

в дрожжевом белке боковая цепь K281 из-за

воде полярный остаток T181 не имеет возмож-

близкого контакта с боковой цепью F297 ме-

ности образовать водородную связь.

няет конформацию, смещаясь в сторону узнаю-

Двойная замена I181T + G197Y позволя-

щей спирали β-субъединицы. Тем не менее

ет оценить влияние миссенс-мутации на свя-

заряженный атом азота не выступает за преде-

зывание субъединиц в эукариотических ком-

лы поверхности ложбины, располагаясь меж-

плексах. По причинам, изложенным выше,

ду неполярными атомами P282, A293 и F297.

влияние двойной замены корректнее сравни-

Наложение полученной модели на структуру

вать с данными, относящимися к мутантной

βγ-комплекса дрожжей (PDB ID: 6i3m) пока-

форме G197Y SsoIF2γ. Замена I181T пример-

зывает, что заряженный атом K281 располага-

но в 4 раза ухудшает сродство SceIF2β к этой

ется напротив L134 узнающей спирали β-субъ-

мутантной форме, тогда как для HsaIF2β

единицы (рис. 4, б). Стерически недопустимых

наблюдается ухудшение почти в 10 раз. Эти

контактов между субъединицами нет.

данные полностью соответствуют полученным

Эти данные позволяют считать, что заме-

ранее результатам [17]. На связывание субъ-

на изолейцина/валина на лизин в IF2γ как у

единиц в природном архейном комплексе

архей, так и у эукариот не создает стерически

SsoIF2γ-SsoIF2β двойная замена практически

запрещенных контактов в узнающей части

не влияет.

βγ-интерфейса, а искажает гидрофобную по-

Переход SsoIF2γ в GTP-связанное (актив-

верхность ложбины на поверхности γ-субъеди-

ное) состояние увеличивает сродство β- и γ-субъ-

ницы, что препятствует ее узнаванию β-субъ-

единиц (табл. 3). Как известно, только в этом

единицей.

состоянии переключатель 1 SsoIF2γ имеет спи-

ральную конформацию, в остальных состоя-

ниях он не упорядочен. Для βγ-комплексов,

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

образованных как дикой, так и мутантными

формами γ-субъединицы, наблюдается умень-

Возможный механизм узнавания γ-субъеди-

шение константы скорости диссоциации, что

ницы β-субъединицей. Полученные нами дан-

указывает на контакт этого переключателя с

ные подтверждают важную роль ложбины

β-субъединицей.

на поверхности γ-субъединицы в узнавании

Влияние замены I/V на K в IF2γ у архей

β-субъединицы. Интерфейс со стороны обе-

и эукариот. Ранее [17] было показано, что в

их молекул (рис. 1 и 2) содержит значительное

дрожжах замена V281K (I222 - в человеческом

число гидрофобных остатков, которые в про-

факторе инициации 2 и I181 - в S. solfataricus)

цессе связывания стремятся сформировать

летальна для функционирования фактора.

межсубъединичное гидрофобное ядро. Изме-

Возможны два варианта отрицательного влия-

нение степени гидрофобности поверхности

ния этой замены: нарушение контакта меж-

ложбины сразу же сказывается на изменении

ду субъединицами за счет удлинения боковой

сродства субъединиц, особенно в случае че-

цепи остатка в положении 281 или ухудшение

ловеческого фактора инициации 2. Комплекс

узнавания за счет введения заряженного атома в

при этом формируется, хотя и с ухудшенными

гидрофобное пятно на поверхности γ-субъеди-

характеристиками. Поэтому увеличение кон-

ницы. Чтобы решить эту дилемму, мы сделали

центрации β-субъединиц может скомпенси-

в SsoIF2γ замену I181K и определили кристал-

ровать нарушение гидрофобности ложбины,

лическую структуру этой мутантной формы.

что и было показано для SceIF2. В то же время

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023

βγ-УЗНАВАНИЕ В e/aIF2

319

Рис. 4. Модели узнающей части βγ-интерфейса. а - Архейный комплекс, образованный мутантной формой

SsoIF2γ I181K (малиновый цвет) со спиралью α1 (зеленый цвет) β-субъединицы. Положение спирали α1 получено

путем наложения мутантной формы на структуру βγ-комплекса S. solfataricus (PDB ID: 2qmu). Лизин в позиции 181

формирует водородную связь с S193. Заряженный атом азота K181 не образует выступа на поверхности ложбины

и не имеет недопустимых контактов со спиралью α1 β-субъединицы. б - Дрожжевой комплекс, образованный му-

тантной формой SceIF2γ V281K (оранжевый цвет) с узнающей спиралью β-субъединицы (голубой цвет). Положение

спирали получено в результате наложения мутантной формы на структуру βγ-комплекса S. сerevisiae (PDB ID: 6i3m).

Боковая цепь лизина не образует выступа на поверхности и не имеет недопустимых контактов с узнающей спиралью

β-субъединицы. Замена метионина (M10 в SsoIF2β) на лейцин (L134) в β-субъединице дрожжей усиливает отталкиваю-

щее влияние лизина

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023

320

НИКОНОВ и др.

замена I281K в дрожжевом факторе, нарушаю-

только путем лекарств, повышающих гидро-

щая конформацию и свойства поверхности

фобность поверхностей, формирующих узнаю-

ложбины, полностью исключает cвязывание

щую часть βγ-интерфейса.

субъединиц [17].

Роль центрального и цинк-связывающего

Поверхность ложбины имеет форму полу-

доменов в функционировании e/aIF2. Анализ

цилиндра и структурно комплементарна по-

структур βγ-гетеродимеров [4-5, 8], содержа-

верхности спирали (рис. 1 и 3). Однако узна-

щих центральный и цинк-связывающий доме-

вание не может осуществляться по механизму

ны β-субъединицы, позволяет заключить, что в

структурной комплементарности поверхностей,

этих структурах β-субъединица взаимодейству-

так как ЯМР-структуры из двух разных орга-

ет с функционально важным участком γ-субъ-

низмов [27-28] показывают, что N-концевая

единицы - переключателем

1. Эти данные

часть молекулы архейных β-субъединиц в рас-

подтверждаются результатами SPR-анализа,

творе неупорядочена. Рассмотрим возможный

которые показывают, что β-субъединица свя-

механизм узнавания на примере SsoIF2.

зывается с комплексом SsoIF2γ-GDPCP проч-

Спираль α1 SsoIF2β содержит строго кон-

нее, чем со свободным белком. В гетеродиме-

сервативные Y7 и L11 (рис. 2, б), причем в ка-

ре Pyrococcus furious (Pfu) во взаимодействии

честве узнающего элемента, скорей всего, вы-

участвует ее центральный домен, а ZBD на-

ступает Y7. Определяющую роль этого остатка

правлен в раствор; в структурах S. solfataricus

также подтверждают результаты замен в обла-

и H. sapiens, наоборот, с γ-субъединицей взаи-

сти спирали α1 SceIF2β [13]. Для Y7 на спи-

модействует ZBD, хотя и в разных ориентаци-

рали α4 aIF2γ имеется специфическое место,

ях. Ранее [5] было высказано предположение,

обеспечивающее его стекинг с Y163 (рис. 1),

что для архей различие в контактах может быть

кроме того, Y7 образует водородную связь

функциональным, хотя и не исключалось влия-

с Q148 (рис. 2, а). На поверхности ложби-

ние кристаллической упаковки [29]. Структура

ны aIF2γ Y7 и L11 SsoIF2β вместе, скорей

человеческого фактора инициации трансля-

всего, формируют первый зародышевый ви-

ции 2 позволяет по-новому взглянуть на эту

ток спирали α1, а форма и свойства ложбины

проблему. Суть в том, что в случае P. furious

обеспечивают рост спирали с обоих концов.

мы имеем дело с γ-субъединицей в GDP-свя-

Наличие в кристаллических структурах aIF2β

занном состоянии, в случае S. solfataricus -

длинного неупорядоченного участка между

в промежуточном и в случае H. sapiens - в

спиралью α1 и центральным доменом позво-

GTP-связанном состоянии. В GDP-связанном

ляет компенсировать конформационные из-

состоянии переключатель

1 разупорядочен,

менения, вызванные переходом контактной

и прямой контакт между ним и β-субъедини-

области из неупорядоченного в спиральное

цей отсутствует, тогда как в GTP-связанном

состояние без значительных энергетических

состоянии переключатель упорядочен и фор-

затрат на перемещения центрального домена

мирует ряд контактов с ZBD. Эти контакты

и домена цинкового пальца. Эта часть моле-

стабилизируют переключатель в GTP-форме

кулы aIF2 в кристаллах гетеротримерных ком-

и, по-видимому, препятствуют ложному сраба-

плексов архей либо не видна [5], либо не имеет

тыванию фактора и преждевременному осво-

строго определенной конформации [6]. Сле-

бождению мРНК. Замены в ZBD, нарушающие

довательно, ложбина на поверхности γ-субъ-

контакт с переключателем 1 [14, 16], ведут к

единицы формирует спираль β-субъединицы

увеличению внутренней GTPазной активности

и, таким образом, выступает в роли молеку-

SceIF2 и значительно ухудшают связывание

лярного шаперона.

инициаторной тРНК. Отсюда можно сделать

Замены в βγ-интерфейсе показывают, что

вывод, что GTP-связанное состояние изолиро-

определяющую роль в узнавании и связыва-

ванной e/aIF2γ нестабильно, и для ее нормаль-

нии субъединиц играет гидрофобный эффект.

ного функционирования требуется контакт с

Появление полярного остатка на дне ложби-

цинк-связывающим доменом β-субъединицы.

ны ухудшает связывание β-субъединицы, а

Поэтому целостность фактора так важна для

появление там заряженного остатка в эука-

его эффективного функционирования [17].

риотических факторах полностью исключает

образование βγ-комплекса. В то же время за-

Вклад авторов. С.В. Никонов - руковод-

мена глицина на тирозин на одном из скло-

ство работой; Е.Ю. Никонова, А.Г. Тарабарова,

нов ложбины повышает сродство субъединиц.

О.С. Никонов - проведение экспериментов;

Поэтому устранение отрицательного влияния

А.О. Михайлина - проведение SPR-измере-

миссенс-мутации I222T в γ-субъединице че-

ний; О.С. Никонов, Н.А. Невская, С.В. Ни-

ловеческого фактора инициации 2 возможно

конов - обсуждение результатов исследова-

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023

βγ-УЗНАВАНИЕ В e/aIF2

321

ния; О.С. Никонов - оформление рисунков;

а также pET-11c с геном EIF2S2; Джус У.Ф. -

С.В. Никонов, Н.А. Невская - написание и

за предоставление препарата белка SceIF2β; Габ-

редактирование текста статьи.

дулхакова А.Г. - за сбор дифракционных данных.

Финансирование. Исследование было вы-

Выражаем благодарность Пермякову С.Е. за

полнено в рамках ГЗ ИБ РАН № АААА-А19-

возможность проводить эксперименты на при-

119122490038-8.

боре ProteOn XPR36 в Институте биологическо-

Благодарности. Авторы благодарят Столбо-

го приборостроения РАН.

ушкину Е.А. за предоставление плазмид pET-11a

Конфликт интересов. Авторы заявляют об

с геном, кодирующим гамма-субъединицу фак-

отсутствии конфликта интересов.

тора инициации трансляции 2 археи S. solfa-

Соблюдение этических норм. Настоящая

taricus дикого типа, pET-11a с геном гамма-субъ-

статья не содержит описания выполненных ав-

единицы фактора инициации трансляции 2 ар-

торами исследований с участием людей или ис-

хеи S. solfataricus, мутантной по 181-положению,

пользованием животных в качестве объектов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Algire, M. A., Maag, D., and Lorsch, J. R. (2005)

tion complex, Science, 369, 1220-1227, doi: 10.1126/

Pi release from eIF2, not GTP hydrolysis, is the step

science.aba4904.

controlled by start-site selection during eukaryotic

Thoms, M., Buschauer, R., Ameismeier, M., Koepke, L.,

translation initiation, Mol. Cell,

20,

251-262,

Denk, T., Hirschenberger, M., Kratzat, H., Hyan, M.,

doi: 10.1016/j.molcel.2005.09.08.

Mackens-Kiani, T., Cheng, J., Straub, J. H., Stur-

Kapp, L. D., and Lorsch, J. R. (2004) The molecular

zel, C. M., Frohlich, T., Berninghausen, O., Becker, T.,

mechanisms of eukaryotic translation, Annu. Rev.

Kirchhoff, F., Sparrer, K. M. J., and Beckmann, R.

Biochem.,

73,

657-704, doi:

10.1146/annurev.

(2020) Structural basis for translational shutdown and

biochem.73.030403.080419.

immune evasion by the Nsp1 protein of SARS-CoV-2,

Jackson, R. J., Hellen, C. U., and Pestova, T. V. (2010)

Science, 369, 1249-1255, doi: 10.1126/science.abc8665.

The mechanism of eukaryotic translation initiation

10.

Thompson, G. M., Pacheco, E., Melo, E. O., and

and principles of its regulation, Nat. Rev. Mol. Cell

Castilho, B. A. (2000) Conserved sequences in the β

Biol., 11, 113-127, doi: 10.1038/nrm2838.

subunit of archaeal and eukaryal translation initiation

Sokabe, M., Yao, M., Sakai, N., Toya, S., and Tana-

factor 2 (eIF2), absent from eIF5, mediate interaction

ka, I. (2006) Structure of archaeal translational initia-

with eIF2γ, Biochem. J., 347, 703-709, doi: 10.1042/

tion factor 2bg-GDP reveals significant conformation-

bj3470703.

al change of the b-subunit and switch 1 region, Proc.

11.

Kashiwagi, K., Yokoyama, T., Nishimoto, M., Taka-

Natl. Acad. Sci. USA, 103, 13016-13021, doi: 10.1073/

hashi, M., Sakamoto, A., Yonemochi, M., Shirou-

pnas.0604165103.

zu, M., and Ito, T. (2019) Structural basis for eIF2B

Yatime, L., Mechulam, Y., Blanquet, S., and Schmitt, E.

inhibition in integrated stress response, Science, 364,

(2007) Structure of an archaeal heterotrimeric ini-

495-499, doi: 10.1126/science.AAW4104.

tiation factor 2 reveals a nucleotide state between the

12.

Laurino, J. P., Thompson, G. M., Pacheco, E., and

GTP and the GDP states, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,

Castilho, B. A. (1999) The β subunit of eukaryotic

104, 18445-18450, doi: 10.1073/pnas.0706784104.

translation initiation factor 2 binds mRNA through the

Stolboushkina, E., Nikonov, S., Nikulin, A., Bläsi, U.,

lysine repeats and a region comprising the C₂-C₂ motif,

Manstein, D. J., Fedorov, R., Garber, M., and

Mol. Cell. Biol., 19, 173-181, doi: 10.1128/mcb.19.1.173.

Nikonov, O. (2008) Crystal structure of the intact

13.

Hashimoto, N. N., Carnevalli, L. S., and Castil-

archaeal translation initiation factor 2 demonstrates

ho, B. A. (2002) Translation initiation at non-AUG

very high conformational flexibility in the α- and

codons mediated by a weakened association of eukary-

β-subunits, J. Mol. Biol., 382, 680-691, doi: 10.1016/

otic initiation factor (eIF) 2 subunits, Biochem. J., 367,

j.jmb.2008.07.039.

359-368, doi: 10.1042/bj20020556.

Adomavicius, T., Guaita, M., Zhou, Y., Jen-

14.

Huang, H. K., Yoon, H., Hanning, E. M., and Do-

nings, M. D., Latif, Z., Roseman, A. M., and Pavitt,

nahue, T. F. (1997) GTP hydrolysis controls stringent

G. D. (2019) The structural basis of translational

selection of the AUG start codon during translation

control by eIF2 phosphorylation, Nat. Commun., 10,

initiation in Saccharomyces cerevisiae, Genes Dev., 11,

2136-2146, doi: 10.1038/s41467-019-10167-3.

2396-2413, doi: 10.1101/gad.11.18.2396.

Querido, J., Sokabe, M., Kraatz, S., Gordiyenko,

15.

Donahue, T. F., Cigan, A. M., Pabich, E. K., and

Y., Skehel, J. M., Fraser, C., and Ramakrishnan, V.

Valavicius, B. C. (1988) Mutations at a Zn(II) finger

(2020) Structure of a human 48S translational initia-

motif in the yeast eIF-2 β gene alter ribosomal start-

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023

322

НИКОНОВ и др.

site selection during the scanning process, Cell, 54,

22.

Steinegger, M., Meier, M., Mirdita, M., Vöhringer, H.,

621-632, doi: 10.1016/s0092-8674(88)80006-0.

Haunsberger, S. J., and Söding, J. (2019) HH-suite3

16.

Castilho-Valavicius, B., Thompson, G. M., and

for fast remote homology detection and deep protein

Donahue, T. F. (1992) Mutation analysis of the Cys-

annotation, BMC Bioinformatics, 20, 473, doi: 10.1186/

X2-Cys-X19-Cys-X2-Cys motif in the β subunit of

s12859-019-3019-7.

eukaryotic translation initiation factor 2, Gene Expr.,

23.

Eastman, P., Swails, J., Chodera, J. D., McGib-

2, 297-309.

bon, R. T., Zhao, Y., Beauchamp, K.A., Wang, L-P.,

17.

Borck, G., Shin, B.-S., Stiller, B., Mimouni-Bloch, A.,

Simmonett, A. C., Harrigan, M. P., Stern, C. D.,

Thiele, H., Kim, J.-R., Thakur, M., Skinner, C.,

Wiewiora, R. P., Brooks, B. R., and Pande, V. S. (2017)

Aschenbach, L., Smirin-Yosef, P., Har-Zabav, A.,

OpenMM 7: Rapid development of high performance

Nurnberg, G., Altmuller, J., Frommolt, P., Hofmann, K.,

algorithms for molecular dynamics, PLOS Comput.

Konen, O., Nurnberg, P., Munnich, A., Schwartz, C. E.,

Biol., 13, e1005659, doi: 10.1371/journal.pcbi.1005659.

Gothelf, D., Colleaus, L., Dever, T. E., Kubisch, C.,

24.

Emsley, P., Lohkamp, B., Scott, W., and Cowtan, K.

and Basel-Vanagaite, L. (2012) eIF2γ mutation that

(2010) Features and Development of Coot, Acta

disrupts eIF2 complex integrity links intellectual dis-

Crystallogr. Sec. D Biol. Crystallogr., 66, 486-501,

ability to impaired translation initiation, Mol. Cell, 48,

doi: 10.1107/S0907444910007493.

641-646, doi: 10.1016/j.molcel.2012.09.005.

25.

Nikonov, O., Stolboushkina, E., Arkhipova, V.,

18.

Никонов О. С., Кравченко О. В., Невская Н. А.,

Kravchenko, O., Nikonov, S., and Garber, M. (2014)

Столбоушкина Е. А., Гарбер М. Б., Никонов С. В.

Conformational transitions in the γ subunit of the

(2021) Влияние миссенс-мутации Ile222Thr в SsoIF2

archaeal translation initiation factor 2, Acta Cryst.,

на сродство γ- и β-субъединиц aIF2, Кристалло-

D70, 658-667, doi: 10.1107/S1399004713032240.

графия, 66, 772-776, doi: 10.31857/S0023476121050155.

26.

Dubiez, E., Aleksandrov, A., Lazennec-Schurdevin, C.,

19.

Mirdita, M., Schütze, K., Moriwaki, Y., Heo, L.,

Mechulam, Y., and Schmitt, E. (2015) Identification

Ovchinnikov, S., and Steinegger, M. (2022) ColabFold:

of a second GTP-bound magnesium ion in archaeal

making protein folding accessible to all, Nat. Methods,

initiation factor 2, Nucleic Acids Res., 43, 2946-2957,

19, 679-682, doi: 10.1038/s41592-022-01488-1.

doi: 10.1093/nar/gkv053.

20.

Jumper, J., Evans, R., Pritzel, A., Green, T., Figurnov, M.,

27.

Gutierrez, P., Osborne, M.J., Siddiqui, N., Trempe, J. F.,

Ronneberger, O., Tunyasuvunakool, K., Bates, R., Ží-

Arrowsmith, C. and Gehring, K. (2004) Structure of

dek, A., Potapenko, A., Bridgland, A., Meyer, C., Kohl,

the archaeal translation initiation factor aIF2β from

S. A. A., Ballard, A., Cowie, A., Romera-Paredes, B.,

Methanobacterium thermoautotrophicum: implications

Nikolov, S., Jain, R., Adler, J., Back, T., Petersen, S.,

for translation initiation, Protein Sci., 13, 659-667,

Reiman, D., Clancy, E., Zielinski, M., Steinegger, M.,

doi: 10.1110/ps.03506604.

Pacholska, M., Berghammer, T., Bodenstein, S., Silver, D.,

28.

Vasile, F., Pechkova, E., and Nicolini, C.

(2008)

Vinyals, O., Senior, A. W., Kavukcuoglu, K., Kohli, P.,

Solution structure of the β-subunit of the translation

and Hassabis, D. (2021) Highly accurate protein struc-

initiation factor aIF2 from archaebacteria Sulfolobus

ture prediction with AlphaFold, Nature, 596, 583-589,

solfataricus, Proteins,

70,

1112-1115, doi:

10.1002/

doi: 10.1038/s41586-021-03819-2.

Prot.21797.

21.

Mirdita, M., Steinegger, M., and Söding, J. (2019)

29.

Schmitt, E., Naveau, M., and Mechulam, Y. (2010)

MMseqs2 desktop and local web server app for fast,

Eukaryotic and archaeal translation initiation factor 2:

interactive sequence searches, Bioinformatics,

35,

a heterotrimeric tRNA carrier, FEBS Lett., 584, 405-

2856-2858, doi: 10.1093/bioinformatics/bty1057.

412, doi: 10.1016/j.febslet.2009.11.002.

RECOGNITION OF γ-SUBUNIT BY β-SUBUNIT.

STABILIZATION OF THE GTP-BOUND STATE OF TRANSLATION

INITIATION FACTOR 2 IN ARCHAEA AND EUKARYOTES

O. S. Nikonov*, E. Yu. Nikonova, A. G. Tarabarova, A. O. Mikhaylina,

O. V. Kravchenko, N. A. Nevskaya, and S. V. Nikonov

Institute of Protein Research, Russian Academy of Sciences,

142290 Pushchino, Moscow Region, Russia; e-mail: alik@vega.protres.ru

Eukaryotic and archaeal translation initiation factor 2 (e/aIF2) functions as a heterotrimeric complex.

It consists of three subunits (α,β, γ). The α- and β-subunits are linked to the γ-subunit by hydrogen bonds

БИОХИМИЯ том 88 вып. 2 2023