Analysis of mutual interactions of the human multifactor complex components in translation initiation

Abstract

Hlavním úkolem eukaryotické iniciace translace je rozpoznání správného start kodonu. Start kodon určuje nejen pozici, z které je zahájená translace proteinu, ale rovněž čtecí rámec, ve kterém je dekodována sekvence proteinu. Přesnost rozeznání start kodonu je řízena pomocí iniciačních faktorů a jejich vzájemnými interakcemi. Jeden z nich, největší, je nazýván eukaryotická iniciační factor 3 (eIF3). Přesný mechanismus, jakým eIF3 ovlivňuje přesnost rozpoznání start kodonu není známý. Zde jsme pomocí CryoEM, formaldehydem zasítěných gradientů a řady biochemických metod objasnila vliv jednotlivých lidských eIF3 podjednotek na tento komplikovaný proces. Moje práce a práce našich spolupracovníků zejména ukázala, že eIF3d podporuje vazbu eIF3 na ribozom na začátku iniciace translace a že minimalistický eIF3 subkomplex (YLC- komplex podobný kavasinkovému eIF3) má zachované základní funkce eIF3 jako je sestavení 43S preiniciačního komplexu a navázání mRNA. Další studie ukázala, že lidské eIF3c je zapojeno do vylaďování přesnosti rozeznání start kodonu, jelikož snížení hladiny eIF3c způsobuje kodon specifické snížení přesnosti rozpoznání start kodonu a zvýšení množství eIF5; eIF5 je společně s eIF1, 1A a 2 jedním z hlavních faktorů v ovlivňující tento proces. Objevila jsem, že eIF3 váže eIF5 špičkou svého...

A key task of translation initiation is to select a proper start codon. The start codon defines not only the position from which the protein translation is initiated but also the reading frame in which the protein sequence is decoded. The accuracy of start codon recognition is controlled by number of initiation factors (eIFs) and their mutual interactions. One of them, the largest, is called eukaryotic initiation factor 3 (eIF3). The exact mechanism by which eIF3 affects the accuracy of start codon recognition is not understood. Here, using CryoEM, formaldehyde gradient cross- linking and various biochemical methods, we elucidated contributions of individual human eIF3 subunits to this intricate process. In particular, my work and the work of our collaborators revealed that eIF3d promotes loading of eIF3 to the ribosome at the onset of initiation and that the minimalistic eIF3 subcomplex (YLC - for Yeast Like Complex) still preserves basic eIF3 functions, like formation of the 43S pre- initiation complex (PIC) and mRNA recruitment. Another study then implicated human eIF3c is fine-tuning the fidelity of start codon recognition, as downregulation of eIF3c causes a codon- specific decrease in start codon recognition fidelity and an increase in the eIF5 abundance; eIF5 is together with eIFs 1, 1A and...