タンパク質ターゲティング中のシグナル認識粒子のGTPaseのリボソームによる調節

シグナル認識粒子（SRP）は、小分泌および膜タンパク質を小胞体（ER）にターゲティングするために重要です。ターゲティングは、3つのGTPase、SRPの54Kサブユニット（SRP54）、およびSRP受容体のアルファおよびベータサブユニットによって規制されています。シグナル配列がリボソームから出現すると、SRPはそれと相互作用し、SRP受容体に結合することにより、結果として得られる複合体をER膜に標的とします。その後、SRPは信号シーケンスを転座チャネルに放出します。ここでは、新生ペプチド鎖を備えたリボソームの複合体、SRPとその受容体を使用して、SRP54へのGTP結合、およびGTP加水分解を調査します。我々の発見は、リボソーム成分がSRPのSRP54サブユニットへのGTP結合を促進することを示しています。GTP結合SRP54は、ER膜のSRPとその受容体との間の高親和性相互作用に不可欠です。この相互作用により、SRPからのシグナル配列の放出、新生のポリペプチド鎖の転座チャネルへの挿入、およびGTP加水分解が誘導されます。リボソームの寄与は、分析で合成シグナルペプチドのみが使用されたため、以前に検出を免れていました。

The signal-recognition particle (SRP) is important for the targeting of many secretory and membrane proteins to the endoplasmic reticulum (ER). Targeting is regulated by three GTPases, the 54K subunit of SRP (SRP54), and the alpha- and beta-subunits of the SRP receptor. When a signal sequence emerges from the ribosome, SRP interacts with it and targets the resulting complex to the ER membrane by binding to the SRP receptor. Subsequently, SRP releases the signal sequence into the translocation channel. Here we use a complex of a ribosome with a nascent peptide chain, the SRP and its receptor, to investigate GTP binding to SRP54, and GTP hydrolysis. Our findings indicate that a ribosomal component promotes GTP binding to the SRP54 subunit of SRP. GTP-bound SRP54 is essential for high-affinity interaction between SRP and its receptor in the ER membrane. This interaction induces the release of the signal sequence from SRP, the insertion of the nascent polypeptide chain into the translocation channel, and GTP hydrolysis. The contribution of the ribosome had previously escaped detection because only synthetic signal peptides were used in the analysis.