RESUMEN
Ribosomal subunits of Caldariella acidophila (max.growth temp., 90 degrees C) have been compared to subunits of Bacillus acidocaldarius (max. growth temp., 70 degrees C) and Escherichia coli (max. growth temp., 47 degrees C) with respect to (a) bihelical content of rRNA; (b) G . C content of bihelical domains and (c) tightness of rRNA-protein interactions. The principal results are as follows. Subunits of C. acidophilia ribosomes (Tm = 90-93 degrees C) exhibit considerable thermal tolerance over their B. acidocaldarius (Tm = 77 degrees C) and E. coli counterparts (Tm = 72 degrees C). Based on the "melting' hyperchromicities of the intact ribosomal subunits a 51-55% fraction of the nucleotides appears to participate in hydrogen-bonded base pairing regardless of ribosome source, whereas a larger fraction, 67-70%, appears to be involved in hydrogen bonding in the naked rRNA species. The G . C content of bihelical domains of both free and ribosome-bound rRNA increases with increasing thermophily; based on hyperchromicity dispersion spectra of intact subunits and free rRNA, the bihelical parts of C. acidophila rRNA are estimated to contain 63-64% G . C, compared to 58.5% G . C for B. acidocaldarius and 55% G . C for E. coli. The increment of ribosome Tm values with increasing thermophily is greater than the increase in Tm for the free rRNA, indicating that within ribosomes bihelical domains of the thermophile rRNA species are stabilized more efficiently than their mesophile counterparts by proteins or/ and other component(s). The efficiency of the rRNA-protein interactions in the mesophile and thermophile ribosomes has been probed by comparing the releases, with LiCl-urea, of the rRNA species from the corresponding ribosomal subunits stuck to a Celite column through their protein moiety; it has been established that the release of C. acidophila rRNA from the Celite-bound ribosomes occurs at salt-urea concentrations about 4-fold higher than those required to release rRNA from Celite-bound E. coli ribosomes. Compared to E. coli the C. acidophila 50 and 30 S ribosomal subunits are considerably less susceptible to treatment designed to promote ribosome unfolding through depletion of magnesium ions.
Asunto(s)
Bacillus/metabolismo , Bacterias/metabolismo , Escherichia coli/metabolismo , Conformación de Ácido Nucleico , Nucleoproteínas/genética , ARN Ribosómico/genética , Ribonucleoproteínas/genética , Proteínas Ribosómicas/genética , Ribosomas/metabolismo , Calor , Cinética , Desnaturalización de Ácido Nucleico , Especificidad de la Especie , Espectrofotometría Ultravioleta , TemperaturaRESUMEN
Purified ribosomal subunits from the extremely thermoacidophilic archaebacterium Sulfolobus solfataricus are able to recognize ribosomal subunits from the yeast Saccharomyces cerevisiae forming hybrid monosomes that can be revealed by sucrose gradient analysis and are active in peptide bond formation. Both reciprocal combinations (archaebacterial 30 S + eukaryotic 60 S and archaebacterial 50 S + eukaryotic 40 S) are functional. In contrast, no hybrid couples are formed between subunits of yeast and Escherichia coli ribosomes. These results indicate that ribosomes of at least one archaebacterial species share specific structural features with those of the lower eukaryote S. cerevisiae.
Asunto(s)
Archaea/enzimología , Bacterias/enzimología , Ribosomas/enzimología , Saccharomyces cerevisiae/enzimología , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Sustancias Macromoleculares , Peptidil Transferasas/análisisRESUMEN
A spermine-dependent, polyphenylalanine-synthesizing cell-free system having an optimum activity at 75-85 degrees C, has been developed from the extremely thermoacidophilic archaebacterium Caldariella acidophila. The C. acidophila system is totally insensitive to the EF-Tu targeted antibiotics pulvomycin (at 40 degrees C) and kirromycin (at 47-72 degrees C) contrary to control systems derived from both mesophilic (Escherichia coli) and thermoacidophilic (Bacillus acidocaldarius) eubacteria. The archaebacterial EF-Tu-equivalent factor is also immunologically unrelated to eubacterial EF-Tu and does not cross react with antibodies against Escherichia coli EF-Tu. The pulvomycin and kirromycin reactions thus provide new phyletic markers for archaebacterial ancestry.
Asunto(s)
Aminoglicósidos , Antibacterianos/farmacología , Antibióticos Antineoplásicos/farmacología , Bacillus/genética , Bacterias/genética , Escherichia coli/genética , Factores de Elongación de Péptidos/metabolismo , Ribosomas/metabolismo , Proteínas Bacterianas/genética , Glicósidos/farmacología , Cinética , Factor Tu de Elongación Peptídica , Piridonas/farmacología , Ribosomas/efectos de los fármacos , Especificidad de la Especie , Espermina/farmacologíaRESUMEN
A Pyrococcus woesei EcoRI DNA fragment (3400 bp) harbouring the gene fus for elongation factor 2 (EF-2) was cloned and almost completely sequenced. Unlike Methanococcus vannielii (which displays the 'str operon'-like fus and tuf gene context, 5'-rps12-rps7-fus-tuf-3'), and similar to Sulfolobus acidocaldarius and Desulfurococcus mobilis, the Pyrococcus fus gene (732 codons) is unlinked to the rps and tuf genes, and is immediately followed (57 bp intergenic spacing) by an ORF of 106 codons. Both ORFs are preceded by potential archaeal promoters located 52 bp (for fus) and 37 bp (for ORF106) upstream of the putative start codons. The Pyrococcus EF-2(G) equivalent factor is somewhat closer to the eukaryal than to the bacterial homolog, and also shares with the former the C-terminal sequence required for ADP ribosylation of EF-2 by Diphtheria toxin.
Asunto(s)
Archaea/genética , Genes Bacterianos/genética , Factores de Elongación de Péptidos/genética , Secuencia de Aminoácidos , Secuencia de Bases , Cromosomas Bacterianos/genética , Clonación Molecular , Secuencia Conservada , Datos de Secuencia Molecular , Factor 2 de Elongación Peptídica , Análisis de Secuencia de ADNAsunto(s)
Química Encefálica , Riñón/análisis , Hígado/análisis , Miocardio/análisis , Proteínas/análisis , Ribosomas/análisis , Animales , Ácidos y Sales Biliares , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Pollos , Ácido Edético , Electroforesis , Proteínas Musculares/análisis , Proteínas del Tejido Nervioso/análisis , Conejos , Ratas , Reticulocitos , Especificidad de la Especie , Bazo/análisisAsunto(s)
Cloroplastos , Ribosomas , Fenómenos Químicos , Química , Deuterio , Magnesio , Plantas , UltracentrifugaciónAsunto(s)
Biosíntesis de Péptidos , Fenilalanina , Plantas/metabolismo , Animales , Isótopos de Carbono , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Escherichia coli , Cinética , Hígado/metabolismo , Filtros Microporos , Fenilalanina/metabolismo , Células Vegetales , Desarrollo de la Planta , Plantas/efectos de los fármacos , Polinucleótidos/metabolismo , ARN de Transferencia/metabolismo , Ratas , Ribosomas/efectos de los fármacos , Ribosomas/metabolismo , Fracciones SubcelularesAsunto(s)
Aminoácidos , Dieta , Hidrocortisona/farmacología , Hígado/metabolismo , Ribosomas/metabolismo , Adrenalectomía , Fenómenos Fisiológicos Nutricionales de los Animales , Animales , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Centrifugación Zonal , Masculino , Ratas , Espectrofotometría , Triptófano/metabolismoAsunto(s)
Neurospora/citología , Ribosomas , Fraccionamiento Celular , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Electroforesis en Gel de Poliacrilamida , Escherichia coli/citología , Magnesio , Peso Molecular , Neurospora crassa/citología , Neurospora crassa/metabolismo , Concentración Osmolar , Células Vegetales , Potasio , ARN Ribosómico/metabolismo , Ribosomas/metabolismo , Especificidad de la Especie , UltracentrifugaciónAsunto(s)
Mitocondrias Hepáticas , Ribosomas , Animales , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Centrifugación Zonal , Técnicas Citológicas , Citoplasma/metabolismo , Citosol , Escherichia coli/citología , Hígado/citología , Masculino , Filtros Microporos , Mitocondrias Hepáticas/análisis , Mitocondrias Hepáticas/efectos de los fármacos , Mitocondrias Hepáticas/metabolismo , Fenilalanina/metabolismo , Biosíntesis de Proteínas , Proteínas/análisis , ARN/análisis , Ratas , Ribosomas/metabolismo , Relación Estructura-Actividad , Temperatura , Tritio , UltracentrifugaciónAsunto(s)
Pollos , Escherichia coli/análisis , Hígado/análisis , Plantas/análisis , Ribosomas/análisis , Roedores , Erizos de Mar/análisis , Animales , Evolución Biológica , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Centrifugación Zonal , Electroforesis en Gel de Poliacrilamida , Técnicas In Vitro , Ratones , Ratones Endogámicos C57BL , Peso Molecular , Iniciación de la Cadena Peptídica Traduccional , Fenilalanina/biosíntesis , Poli U/metabolismo , ARN Ribosómico/análisis , ARN de Transferencia/biosíntesis , Ratas , Ribosomas/metabolismoAsunto(s)
Escherichia coli/análisis , Hígado/análisis , Plantas/análisis , Ribosomas/análisis , Roedores , Erizos de Mar/análisis , Animales , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Centrifugación Zonal , Citoplasma/análisis , Ácido Edético , Técnicas In Vitro , Magnesio , Manganeso , Ratones , Ratones Endogámicos BALB C , Ratones Endogámicos C3H , Conformación de Ácido Nucleico , Iniciación de la Cadena Peptídica Traduccional , Fenilalanina/biosíntesis , Polirribosomas/análisis , Potasio , ARN Ribosómico/análisis , Ratas , Ribosomas/metabolismoAsunto(s)
Hígado/análisis , Plantas/análisis , Ribosomas/análisis , Aminoácidos/metabolismo , Animales , Isótopos de Carbono , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Técnicas In Vitro , Cinética , Hígado/metabolismo , Magnesio/farmacología , Ratones , Conformación de Ácido Nucleico , Hibridación de Ácido Nucleico , Iniciación de la Cadena Peptídica Traduccional/efectos de los fármacos , Fenilalanina/biosíntesis , Plantas/metabolismo , Poli U/metabolismo , ARN Ribosómico/análisis , Ratas , Ribosomas/metabolismoAsunto(s)
Hígado/efectos de la radiación , ARN/metabolismo , Efectos de la Radiación , Ribosomas/efectos de la radiación , Adrenalectomía , Animales , Isótopos de Carbono , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Hidrocortisona/farmacología , Hígado/metabolismo , Masculino , Ácido Orótico/metabolismo , RatasAsunto(s)
Hígado/citología , Mitocondrias Hepáticas , Ribosomas , Animales , Fraccionamiento Celular , Centrifugación por Gradiente de Densidad , Centrifugación Zonal , Electroforesis , Hígado/efectos de los fármacos , Sustancias Macromoleculares , Magnesio , Masculino , Microscopía Electrónica , Mitocondrias Hepáticas/análisis , Mitocondrias Hepáticas/efectos de los fármacos , Concentración Osmolar , Cloruro de Potasio/farmacología , ARN/aislamiento & purificación , ARN Ribosómico/aislamiento & purificación , Ratas , Ribosomas/análisis , Ribosomas/efectos de los fármacos , TensoactivosAsunto(s)
Hígado/citología , Mieloma Múltiple , ARN Mensajero/aislamiento & purificación , ARN Neoplásico/aislamiento & purificación , ARN Ribosómico/aislamiento & purificación , Animales , Concentración de Iones de Hidrógeno , Inmunoglobulinas/análisis , Peso Molecular , Neoplasias Experimentales , Polirribosomas/análisis , Ratas , Reticulocitos/análisisRESUMEN
The key protein of the signal recognition particle (termed SRP54 for Eucarya and Ffh for Bacteria) and the protein (termed SRalpha for Eucarya and Ftsy for bacteria) involved in the recognition and binding of the ribosome SRP nascent polypeptide complex are the products of an ancient gene duplication that appears to predate the divergence of all extant taxa. The paralogy of the genes encoding the two proteins (both of which are GTP triphosphatases) is argued by obvious sequence similarities between the N-terminal half of SRP54(Ffh) and the C-terminal half of SRalpha(Ftsy). This enables a universal phylogeny based on either protein to be rooted using the second protein as an outgroup. Phylogenetic trees inferred by various methods from an alignment (220 amino acid positions) of the shared SRP54(Ffh) and SRalpha(Ftsy) regions generate two reciprocally rooted universal trees corresponding to the two genes. The root of both trees is firmly positioned between Bacteria and Archaea/Eucarya, thus providing strong support for the notion (Iwabe et al. 1989; Gogarten et al. 1989) that the first bifurcation in the tree of life separated the lineage leading to Bacteria from a common ancestor to Archaea and Eucarya. None of the gene trees inferred from the two paralogues support a paraphyletic Archaea with the crenarchaeota as a sister group to Eucarya.
Asunto(s)
Duplicación de Gen , Filogenia , Proteínas/genética , Algoritmos , Secuencia de Aminoácidos , Animales , Archaea/genética , Bacterias/genética , Hongos/genética , Humanos , Datos de Secuencia Molecular , Proteínas/metabolismo , Homología de Secuencia de AminoácidoRESUMEN
A poly(U)-programmed cell-free system from the hyperthermophilic bacterium Aquifex pyrophilus has been developed, and the susceptibility of Aquifex ribosomes to the miscoding-inducing and inhibitory actions of all known classes of aminoglycoside antibiotics has been assayed at temperatures (75 to 80 degrees C) close to the physiological optimum for cell growth. Unlike Thermotoga maritima ribosomes, which are systematically refractory to all known classes of aminoglycoside compounds (P. Londei, S. Altamura, R. Huber, K. O. Stetter, and P. Cammarano, J. offteriol. 170-4353-4360, 1988), Aquifex ribosomes are susceptible to all of the aminoglycosides tested (disubstituted 2-deoxystreptamines, monosubstituted 2-deoxystreptamines, sand streptidine compounds). The significance of this result in light of the Aquifex and Thermotoga placements in phylogenetic trees of molecular sequences is discussed.