翻訳の間違い：メカニズムに関する考察

メッセンジャーRNAのタンパク質への翻訳の間違いは、生物物理学的研究またはバイオ医薬品市場のための純粋なタンパク質の組換え産生に明らかに不利益です。ただし、翻訳プロセスの機械的詳細についての洞察も提供する場合があります。多くの場合、ミスは、アルギニン（AGA）のリジン（AAA）の置換の場合のように、a塩基によるG塩基による置換によって異なるまれなコドンを持つものに対して豊富なコドンを持つアミノ酸の置換が含まれます。これらの場合、置換周波数がそれぞれのTRNAの相対的な存在量に依存すると予想されるため、同じまれなコドンを持つすべてのサイトで周波数が類似すると予想される場合があります。ここでは、大腸菌で発現した酵母のADPリボシル化因子の場合、アルギニン置換頻度のリジンは、まれなアルギニンコドンを含む9つの部位で同じではないことを実証します。代わりに、誤った組み込み頻度は1〜16％未満まで変化します。コドンが発生するコンテキスト（まれなサイトのクラスタリング）がバリエーションの原因である可能性があることを提案します。誤った取り込みの頻度を決定するために使用される方法は、それぞれ15Nおよび14N濃縮培地で野生型およびコドン最適化された遺伝子の並列発現からの生成物の新規質量分析分析を伴います。この方法の高感度と低い材料要件により、これは他の誤った誤りに関連するデータの収集のための有望な技術となっています。追加のデータは、リボソーム翻訳の伸長プロセスの改良モデルにおいて価値がある可能性があります。

Mistakes in translation of messenger RNA into protein are clearly a detriment to the recombinant production of pure proteins for biophysical study or the biopharmaceutical market. However, they may also provide insight into mechanistic details of the translation process. Mistakes often involve the substitution of an amino acid having an abundant codon for one having a rare codon, differing by substitution of a G base by an A base, as in the case of substitution of a lysine (AAA) for arginine (AGA). In these cases one expects the substitution frequency to depend on the relative abundances of the respective tRNAs, and thus, one might expect frequencies to be similar for all sites having the same rare codon. Here we demonstrate that, for the ADP-ribosylation factor from yeast expressed in E. coli, lysine for arginine substitutions frequencies are not the same at the 9 sites containing a rare arginine codon; mis-incorporation frequencies instead vary from less than 1 to 16%. We suggest that the context in which the codons occur (clustering of rare sites) may be responsible for the variation. The method employed to determine the frequency of mis-incorporation involves a novel mass spectrometric analysis of the products from the parallel expression of wild type and codon-optimized genes in 15N and 14N enriched media, respectively. The high sensitivity and low material requirements of the method make this a promising technology for the collection of data relevant to other mis-incorporations. The additional data could be of value in refining models for the ribosomal translation elongation process.