Das EF-P Paralog EfpL – Molekulare Charakterisierung und physiologische Bedeutung

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Jürgen Lassak
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 460364792

Die Übersetzung einer mRNA-Sequenz in eine Aminosäurefolge ist ein universeller Prozess und wird von den Ribosomen bewerkstelligt. Jedoch funktioniert das nicht immer reibungslos. In Escherichia coli z. B. fährt sich das Ribosom in jedem 25. Fall fest. Eine der häufigsten Ursachen dafür sind Prolinfolgen. Deshalb gibt es in nahezu allen Lebewesen einen spezialisierten Elongationsfaktor, der in Bakterien EF-P genannt wird und die Übersetzung dieser schwierigen Sequenzen erleichtert. In etwa 7% aller Bakterien findet man zusätzlich zum kanonischen EF-P ein paraloges Protein YeiP (EfpL) mit bislang unbekannter Funktion. In ersten Versuchen konnten wir nun zeigen, dass dieses Protein im gramnegativen Modellorganismus Escherichia coli die - durch den Verlust von EF-P verursachten - zellulären Defekte partiell kompensieren kann und damit eine akzessorische und spezialisierte Funktion bei der Aufhebung des polyprolininduzierten Ribosomenarrestes zu haben scheint. Im Rahmen des Antrags wollen wir durch systematische und globale Analysen das Arrestmotivspektrum von EfpL quantitativ beschreiben und das Enzym biochemisch und strukturell charakterisieren. Das schließt auch die synthetische Funktionalisierung von EfpL durch die eigentlich EF-P spezifischen Modifikationssysteme EpmA und EarP mit ein. Wir erhalten dadurch nicht nur Einsichten in deren Akzeptorsubstratspezifität, sondern gewinnen auch neue Erkenntnisse über die molekulare Wirkungsweise am Ribosom. Zudem lassen sich aus den gewonnen Daten Rückschlüsse auf die Evolution verschiedener EF-P Subtypen ziehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen