ИСТИНА

Строение и функции рибосомных РНК (рРНК), составляющих более 80% всей клеточной РНК, изучаются уже не одно десятилетие, однако молекулярные механизмы их работы в рибосоме во многом остаются неизвестными. Рибосома обладает несколькими функциональными центрами, построенными преимущественно или исключительно из сегментов рРНК. Работа этих центров строго скоординирована, что достигается, как это выяснилось в последние годы, путем передачи сигналов от одного центра к другому. Поскольку расстояние между функциональными центрами рибосомы существенно превышает их размеры, можно предположить, что передача функциональных сигналов в ходе трансляции генетической информации осуществляется аллостерически путем направленных локальных изменений в структуре рРНК. К наименее изученным функциональным центрам рибосомы относится рибосомный туннель. Рибосомный туннель взаимодействует с растущей в ходе биосинтеза белка полипептидной цепью, проходящей через него, что в ряде случаев может привести к аресту трансляции. Одним из подходов, позволяющим наблюдать структурные преобразования при функционировании рибосомного туннеля, является моделирование этих процессов методом молекулярной динамики. С другой стороны, изучение принципов распознования рибосомным туннелем пептидной цепи, а также связаных с этим механизмов регуляции трансляции может проводиться путем разработки и использования молекулярных зондов, построенных на основе рибосомных антибиотиков. В структуру этих молекул включены аминокислотные и пептидные остатки, моделирующие растущую полипептидную цепь. Такие соединения связываются в пептидилтрансферазном центре или в рибосомном туннеле, что делает возможным с использованием разнообразных биохимических методов выявление котактов между аминокислотными остатками пептидной части молекулы и стенками рибосомного туннеля. Так, если дихлорацетильный остаток в молекуле хлорамфеникола заменить на аминокислоту или короткий пептид, заместитель будет направлен в сторону рибосомного туннеля подобно растущей полипептидной цепи, в то время как амфеникольная часть соединения будет служить якорем, удерживающим всю молекулу в А-сайте пептидилтрансферазного центра. Такие соединения могут также представлять интерес как потенциальные антибактериальные препараты. В данной работе был синтезирован ряд новых аминокислотных аналогов хлорамфеникола. В качестве аминокислотых остатков использовались L-, D- и некоторые неприродные аминокислоты. Способность полученных соединений связываться с бактериальными рибосомами была изучена путем измерения уровня поляризации флуоресценции при вытеснении флуоресцентного аналога эритромицина из его комплексов с рибосомами E. coli. Соединения, содержащие лизин и гистидин в качестве аминокислотных остатков, показали наибольшее сродство к рибосоме, сравнимое или даже превосходящее аффинность хлорамфеникола. С помощью метода рентгеноструктурного анализа была определена кристаллическая структура комплекса 70S рибосомы Thermus thermophilus с тРНК в A-, P-, и E-сайтах с некоторыми из хлорамфеникольных аналогов. Анализ полученных структур позволил выявить специфические контакты между остатками аминокислот, принадлежащими производным хлорамфеникола, и нуклеотидными остатками 23S рРНК.