Leichte Neucodierung von Selenocystein in der Natur

Abstract

Selenocystein (Sec oder U) wird durch Neuzuordnung des Stopp-Codons UGA durch einen Sec-spezifischen Elongationsfaktor und eine charakteristische RNA-Struktur codiert. Um mögliche Codonvariationen zu finden, analysierten wir 6.4 Billionen Basenpaare metagenomischer Daten sowie 24903 mikrobielle Genome für tRNASec-Spezies. UGA ist erwartungsgemäβ das vorherrschende Codon für Sec, allerdings finden wir auch tRNASec-Spezies, die die Stopp-Codons UAG und UAA erkennen, sowie weitere zehn Sense-Codons. Die Synthese von Selenoproteinen durch UAG in Geodermatophilus und Blastococcus sowie durch das Cys-Codon UGA in Aeromonas salmonicida konnte durch metabolische Markierung mit 75Se oder Massenspektrometrie bestätigt werden. Weitere tRNASec-Spezies mit verschiedenen Anticodons ermöglichten es Escherichia coli, die aktive Form des Selenoproteins Formiatdehydrogenase H zu synthetisieren. Der genetische Code ist damit bedeutend flexibler, als bisher angenommen.

A Facile Method for Producing Selenocysteine‐Containing Proteins

“…pectinolytica 34mel, has one such SelA and tRNA Sec pair. [14] Initial attempt to develop EF-Tu-compatible variants of As tRNA Sec was not successful (data not shown), thus implying that even the 12-bp tRNA Sec structure is not suitable for SerRS-mediated aminoacylation and EF-Tu-mediated translation. Recently,w e discovered ag roup of tRNAw ith unusual cloverleaf structures,allo-tRNAs,while searching for tRNA Sec .…”

Eine einfache Methode zur Produktion von Selenoproteinen

“…pectinolytica 34mel enthält natürlicherweise ein solches SelA-und tRNA Sec -Paar. [14] Die ersten Versuche,E F-Tu-kompatible As-tRNA Sec -Varianten zu generieren, waren erfolglos (Daten nicht gezeigt), was darauf schließen lässt, dass selbst das 12-bp-Motiv der As-tRNA Sec -Struktur nicht ausreicht, um die Serylierung durch SerRS und anschließende EF-Tu-vermittelte Tr anslation zu ermçglichen.Kürzlich entdeckten wir während der Metagenomanalyse zur Suche nach natürlich vorkommenden tRNA Sec -Varianten eine Gruppe von neuartigen allo-tRNAs,d ie eine ungewçhnliche Kleeblattstruktur einnehmen. [15] Einige dieser allo-tRNAs fungieren in E. coli als tRNA Ser , [15] und wir vermuteten, dass sie mçglicherweise auch Erkennungssequenzen für SelA enthalten (Abbildung 1A).…”

“…pectinolytica 34mel enthält natürlicherweise ein solches SelA-und tRNA Sec -Paar. [14] Die ersten Versuche,E F-Tu-kompatible As-tRNA Sec -Varianten zu generieren, waren erfolglos (Daten nicht gezeigt), was darauf schließen lässt, dass selbst das 12-bp-Motiv der As-tRNA Sec -Struktur nicht ausreicht, um die Serylierung durch SerRS und anschließende EF-Tu-vermittelte Tr anslation zu ermçglichen.…”