Funktionen der AAA-ATPase Rix7 in der prä-60S Assemblierung

Ribosomen sind die molekularen Maschinen in den Zellen, die alle zellulären Proteine produzieren, indem sie die genetischen Informationen, die in den Messenger-RNA (mRNA) Transkripten codiert sind, in Polypeptidketten übersetzen. Eukaryotische Ribosomen bestehen aus einer kleinen (40S) Untereinheit, die für das Decodieren der mRNA verantwortlich ist, und einer großen (60S) Untereinheit, die für die Bildung von Peptidbindungen zuständig ist. Der Zusammenbau dieser ribosomalen Untereinheiten erfolgt durch einen hochkomplexen, mehrstufigen Prozess, der in verschiedenen Teilen der Zelle stattfindet und die koordinierte Aktivität von über 200 Helfermolekülen erfordert, die als Reifungsfaktoren bekannt sind. Diese Reifungsfaktoren wirken zusammen, um die richtige Faltung der ribosomalen RNA (rRNA) zu gewährleisten und die korrekte Assemblierung der ribosomalen Proteine mit der rRNA zu koordinieren. Unter den 200 Reifungsfaktoren spielen bestimmte energieverbrauchende Enzyme, darunter GTPasen und ATPasen, eine entscheidende Rolle bei der Steuerung besonders entscheidenderAssemblierungsschritte undderSicherstellung des unidirektionalen Fortschreitens des Assemblierungsprozesses. In diesem Forschungsprojekt wollen wir die essenziellen Funktionen von Rix7 untersuchen, das zu einer speziellen Klasse von ATPasen gehört, bekannt als AAA-ATPasen (ATPases Associated with a variety of cellular Activities). AAA-ATPasen nutzen die Energie, die aus der Hydrolyse von ATP gewonnen wird, um mechanische Kraft zu erzeugen, die es ihnen ermöglicht, ihre spezifischen Ligandenproteine aus makromolekularen Komplexen zu extrahieren. Unser Ziel ist es, herauszufinden, wie Rix7 mit entstehenden ribosomalen 60S-Vorläuferuntereinheiten interagiert und die Mechanismen zu entschlüsseln, durch die es seine potenziellen Reifungsfaktor-Liganden von diesen Partikeln ablöst. Mit der Hefe Saccharomyces cerevisiae als Modellorganismus werden wir eine Kombination aus genetischen Techniken und proteinbiochemischen Assays verwenden, um die Rix7-abhängigen Reifungs- und Umbauvorgänge der Ribosomen im Reagenzglas zu untersuchen. Darüber hinaus wollen wir mittels Kryo-Elektronenmikroskopie die Struktur von Rix7 bestimmen, wenn es an ribosomale Vorläuferpartikel gebunden ist, und visualisieren, wie die ATPase mit ihren direkten Zielproteinen interagiert.