リボソームペプチジルトランスフェラーゼ中心：構造、機能、進化、阻害

リボソームペプチジルトランスフェラーゼセンター（PTC）は、大きなリボソームサブユニットに存在し、タンパク質合成の2つの主要な化学反応、ペプチド結合形成とペプチド放出を触媒します。採用された触媒メカニズムと抗生物質による阻害は、数十年にわたって分子および構造生物学者に焦点を合わせてきました。新しいミレニアムの夜明けに大きなリボソームサブユニットの原子構造の解明により、これらの質問は新しいレベルの分子的有意性を獲得しました。結晶構造は、ペプチジルトランスフェラーゼがRNA酵素であることを説得力を持って確認しました。これにより、リボソームは、前毒性RNAの世界から現代生物学への移行を超えた自然に発生するリボザイムのリストに載せます。生化学的、遺伝的、構造的証拠は、主に基質の位置によってペプチド結合形成を加速するエントロピー触媒としてのリボソームの役割を強調しています。同時に、ペプチドの放出は、PTCのrRNAグループが関与する可能性がある化学触媒により強く依存するはずです。PTCは、リボソーム全体で普遍的に保存されたrRNAヌクレオチドの最も顕著な蓄積によって特徴付けられます。したがって、最近の発見が、異なる生物からのリボソームのPTCへの抗生物質結合のモードにおける予想外の高いレベルの変動を明らかにしたことは驚きでした。

The ribosomal peptidyl transferase center (PTC) resides in the large ribosomal subunit and catalyzes the two principal chemical reactions of protein synthesis: peptide bond formation and peptide release. The catalytic mechanisms employed and their inhibition by antibiotics have been in the focus of molecular and structural biologists for decades. With the elucidation of atomic structures of the large ribosomal subunit at the dawn of the new millennium, these questions gained a new level of molecular significance. The crystallographic structures compellingly confirmed that peptidyl transferase is an RNA enzyme. This places the ribosome on the list of naturally occurring ribozymes that outlived the transition from the pre-biotic RNA World to contemporary biology. Biochemical, genetic and structural evidence highlight the role of the ribosome as an entropic catalyst that accelerates peptide bond formation primarily by substrate positioning. At the same time, peptide release should more strongly depend on chemical catalysis likely involving an rRNA group of the PTC. The PTC is characterized by the most pronounced accumulation of universally conserved rRNA nucleotides in the entire ribosome. Thus, it came as a surprise that recent findings revealed an unexpected high level of variation in the mode of antibiotic binding to the PTC of ribosomes from different organisms.