Взаимодействие лидерного пептида CmlAL с рибосомой E. coli, связавшей хлорамфеникол в неканоническом сайте

Аннотация

Методами докинга, взвешенной и равновесной молекулярной динамики была получена структура комплекса 70S A/A,P/P-рибосомы E. coli, связавшей антибиотик хлорамфеникол в неканоническом сайте недалеко от пептидилтрансферазного центра в присутствие известного стоп-пептида к нему – ClmAL. В ней хлорамфеникол удерживается в рибосоме за счет вклинивания своего нитрофенильного остатка в полость между остатками Ψ2504 и U2506 23S рРНК и образования гидрофобных контактов с ними, а также водородных связей с остатками G2505 и G2061 23S рРНК. Лидерный пептид ClmAL при этом образует множество стабильных водородных связей с остатками G2061, m2A2503, U2609 и C2610 23S рРНК в рибосомном туннеле. Молекулярно-динамическое моделирование этого тройного комплекса показало, что механизм действия антибиотика заключается в индуцировании расхождения субстратов пептидилтрансферазной реакции друг относительно друга на расстояние, исключающее реакцию транспептидации. Это расхождение субстратов пептидилтрансферазной реакции стабилизировалось взаимодействиями между аминогруппой боковой цепи остатка лизина в А-сайте с одной стороны и основанием C2063 и хлорамфениколом – с другой. При этом α-аминогруппа остатка лизина образует водородную связь с карбонильной группой остатка Ala-7 CmlAL. Это, совместно со специфическими взаимодействиями остатков пептида CmlAL с остатками рРНК рибосомного туннеля, объясняет останов трансляции в присутствие хлорамфеникола именно на данной последовательности и, как следствие, присутствие данной последовательности в генах, кодирующих белок-транспортер CmlA, отвечающий за резистентность рибосом к данному антибиотику.