Стрептолидигин: блокирование образования инсерционного комплекса

Антибиотик стрептолидигин (Stl), производное 3-ацилтетрамовой кислоты, является специфическим ингибитором бактериальной РНК-полимеразы (РНКП) и подавляет все каталитические активности фермента ( Рис. 4.10 ) ( Siddhikol et al., 1969 ; Temiakov et al., 2005 ; Tuske et al., 2005 ). Стрептолидигин способен подавлять активность РНКП как на стадии инициации, так и на стадии элонгации транскрипции. Анализ комплекса РНКП T. thermophilus со стрептолидигином показал, что антибиотик связывается в центральной части F-спирали , контактируя также G-петлей и с двумя участками бета-субъединицы ( Temiakov et al., 2005 ; Tuske et al., 2005 ). Именно в этих участках ранее были локализованы мутации, обеспечивающие устойчивость к Stl: замены остатков 792, 793 в бета'-субъединице и остатков 544-547 в бета-субъединице РНКП E. coli ( Severinov et al., 1995 ; Yang and Price, 1995 ). По-видимому, устойчивость РНКП к Stl в случае этих мутаций объясняется ослаблением связывания антибиотика с РНКП. Взаимодействие Stl с F-спиралью и с G-петлей позволило предположить, что антибиотик может блокировать их конформационную подвижность в ходе катализа, препятствуя переходу нуклеотида из преинсерционного в инсерционный сайт ( Temiakov et al., 2005 ). Вместе с тем, было установлено, что Stl не влияет на собственно катализ образования фосфодиэфирной связи и транслокацию РНКП ( Temiakov et al., 2005 ; Tuske et al., 2005 ).

Гипотеза о механизме действия Stl получила полное подтверждение после расшифровки структуры элонгационного комплекса (ЭК) в присутствии Stl ( Vassylyev et al., 2007b ). Было установлено, что Stl фиксирует преинсерционное состояние ЭК, в котором азотистое основание входящего нуклеотида образует комплементарные взаимодействия с матричным нуклеотидом в ДНК, а рибозная и трифосфатная группы находятся в неактивной конформации ( Рис. 4.11 , Рис. 4.6 ). G-петля в ЭК в присутствии Stl свернута не полностью, чем, вероятно, и объясняется "замораживание" субстрата в преинсерционном положении.

Так как Stl - специфичный ингибитор бактериальных РНКП, структурная информация, полученная при исследовании комплекса РНКП с данным антибиотиком, может быть использована для создания новых эффективных ингибиторов фермента, которые могут найти применение в медицинской практике ( Temiakov et al., 2005 ).

Ссылки: