[분자생물학] 18.3 : 번역 종결(translation termination) - 2

 

 

이번 포스트에서는 번역 종결에 있어서 매우 중요한 인자인 release factor(방출인자)에 대해 알아보자.

 

 

 

prokaryotic translation과 관련된 release factor는 크게 3가지가 있음. RF1은 UAA와 UAG를 인지하고, RF2는 UAA와 UGA를 인지하며, RF3는 ribosome-dependent GTPase 활성을 가짐과 동시에 GTP binding protein이어서 결국 GTP의 가수분해 과정에서 RF1, RF2를 ribosome으로부터 release시키며 recycling이 일어날 때 중요하게 작용함.

 

 

한편 eukaryote는 2개의 release factor를 가짐. eRF1은 3개의 termination codon을 다 인지할 수 있으며, eRF3는 RF3와 유사하게 GTPase activity를 바탕으로 eRF1을 합성이 완료된 polypeptide로부터 release시켜줌.

 

 

 

원핵생물에서는 RF1, RF2가 서로 다른 stop codon을 인지한다고 알려져 있음. 그렇다면 이 사실에 대해서는 어떻게 알게 된 것일까.

 

 

 

 

위와 같이 system을 구성함. 보면 fMet 이후 곧바로 UAA, UAG, UGA 서열을 넣어 fMet이 단일 amino acid 생성물로 빠져나올 수 있게 구성함. 이 때 RF1, RF2를 넣어가며 fMet이 release되는 정도를 측정한 결과가 아래 표에 제시되어 있음.

 

 

 

 

 

(참고로 addition 0.012, 0.030에 따른 차이는 0.012mol에 Mg를 넣었는지 0.03mol에 Mg를 넣었는지임)

 

 

 

결과적으로 RF1을 넣은 경우 UAA, UAG 서열이 있을 떄 상대적으로 fMet이 많이 release되고 RF2를 넣은 경우 UAA, UGA 서열이 있을 때 상대적으로 fMet이 많이 release된다는 것을 알 수 있음. 이를 바탕으로 RF1, RF2가 각각 어떤 stop codon에 붙는지를 알아냄.

 

 

 

 

한편 위와 같이 RF1, RF2의 구조도 알아냄. 이 때 RF1, RF2가 모두 ribosome의 A site 부근에 결합한다는 것을 확인 가능함.

 

 

 

앞서 RF3는 RF1, RF2가 dissociate될 수 있게 해서 peptide의 합성이 끝날 수 있게끔 해주는 녀석이라고 말했었음.

 

 

 

 

흥미롭게도 이 녀석은 앞서 봤던 EF-Tu-tRNA, EF-G와 매우 유사한 구조를 가지며, 그렇다 보니 ribosome에 binding되는 site도 유사함. 게다가 위 그림에 나타난 세 분자들은 모두 공통적으로 GTPase activity를 가지고 있음.

 

 

 

그런데 원핵생물에서는 RF1, 2가 들어온 후 RF3에 의해 RF1, 2가 ribosome으로부터 dissociate된다고 해서 곧바로 50S, 30S, mRNA가 분리되며 번역이 termination되지는 않음. 아래 그림에는 RF3에 의해 RF1, 2가 분리되고 난 뒤에 termination이 일어나기 위해서 일어나는 일련의 과정이 나타나 있음.

 

 

 

 

보면 RF가 떨어지고 난 뒤 비스듬하게 E/P site에 걸쳐서 남아있는 마지막 tRNA가 존재하고, 그런 한편 P/A site에 RRF(ribosome recycling factor)라는 녀석이 들어오게 됨. 이 녀석이 들어온 뒤 추가적으로 EF-G-GTP에서 GTP가 가수분해되면서 에너지를 공급받게 되면 그제서야 50S, 30S, mRNA, tRNA가 모두 분리되면서 translation의 termination이 일어나게 됨.

 

 

 

다음 포스트에서는 aberrant termination, 즉 비정상적인 termination의 상황들에 대해 알아보도록 하자.