Μακρολίδια και ριβόσωμα : φυσικά εμπόδια ή αλλοστερικοί τροποποιητές;
Η λεπτομερής μελέτη του τούνελ εξόδου των πεπτιδικών αλυσίδων στο ριβόσωμα, έχει οδηγήσει τα τελευταία χρόνια στην συσσώρευση πολλών δεδομένων, τα οποία δίνουν μια σαφή εικόνα της λειτουργικής σπουδαιότητας της περιοχής αυτής του ριβοσώματος. Οι μελέτες αυτές, έχουν συμβάλει καθοριστικά στη διερεύνη...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2018
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/11316 |
| id |
nemertes-10889-11316 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ριβοσώματα Τούνελ εξόδου Μακρολίδια Συναγωνισμός Ribosomes Exit tunnel Macrolides Competition 571.658 |
| spellingShingle |
Ριβοσώματα Τούνελ εξόδου Μακρολίδια Συναγωνισμός Ribosomes Exit tunnel Macrolides Competition 571.658 Πλέσσα, Ελένη Μακρολίδια και ριβόσωμα : φυσικά εμπόδια ή αλλοστερικοί τροποποιητές; |
| description |
Η λεπτομερής μελέτη του τούνελ εξόδου των πεπτιδικών αλυσίδων στο ριβόσωμα, έχει οδηγήσει τα τελευταία χρόνια στην συσσώρευση πολλών δεδομένων, τα οποία δίνουν μια σαφή εικόνα της λειτουργικής σπουδαιότητας της περιοχής αυτής του ριβοσώματος. Οι μελέτες αυτές, έχουν συμβάλει καθοριστικά στη διερεύνηση του μηχανισμού δράσης των μακρολιδίων, μιας μεγάλης κατηγορίας αντιβιοτικών με ευρεία θεραπευτική εφαρμογή, τα οποία προσδένονται στην είσοδο του τούνελ. Παρόλο που σήμερα, με τη βοήθεια και της κρυσταλλογραφίας, γνωρίζουμε επακριβώς τη θέση πρόσδεσης των περισσότερων μακρολιδίων αλλά και την αλληλεπιδρασή τους με άλλα αντιβιοτικά του κέντρου της πεπτιδυλοτρασφεράσης, υπάρχει αδυναμία εξήγησης ή κατανόησης της αλληλεπίδρασης ερυθρομυκίνης και χλωραμφενικόλης. Το ένα αντιβιοτικό παρεμποδίζει την πρόσδεση του άλλου κι ενώ οι αυξανόμενες συγκεντρώσεις της ερυθρομυκίνης εκτοπίζουν την προσδεδεμένη στα ριβοσώματα χλωραμφενικόλη με σαφή συναγωνιστικό τρόπο, η χλωραμφενικόλη δεν είναι σε θέση να εκτοπίσει την δεσμευμένη ερυθρομυκίνη, ακόμη και σε υψηλές συγκεντρώσεις.
Τα διαθέσιμα μέχρι σήμερα κρυσταλλογραφικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης από τα ριβοσωματικά σύμπλοκα με τα αντιβιοτικά, υποστηρίζουν την ευρέως αποδεκτή άποψη ότι υπάρχουν δυο ανεξάρτητες θέσεις δέσμευσης, η μία στην θέση Α του κέντρου πεπτιδυλοτρανσφεράσης για τη χλωραμφενικόλη, και η άλλη κοντά στην είσοδο του τούνελ εξόδου του ριβοσώματος, για την ερυθρομυκίνη. Σύμφωνα με τα παραπάνω δεδομένα, δεν υπάρχει αλληλεπικαλυπτόμενη περιοχή στις θέσεις δέσμευσης, επομένως δεν υπάρχει τρόπος να εξηγηθεί η αδυναμία ταυτόχρονης πρόσδεσης και των δυο αντιβιοτικών.
Σε αυτή την εργασία, με βάση λειτουργικές μελέτες και νέα κρυσταλλογραφικά δεδομένα, προσπαθήσαμε να ρίξουμε φως στην παραπάνω αλληλεπίδραση ερυθρομυκίνης/χλωραμφαινικόλης. Σύμφωνα με τα νέα δεδομένα της κρυσταλλογραφικής ανάλυσης και σε αντίθεση με τα προηγούμενα, υπάρχει στερεοχημική παρεμπόδιση μεταξύ των δύο δεσμευμένων αντιβιοτικών, που εξηγεί γιατί δεν μπορούν να βρίσκονται ταυτόχρονα προσδεδεμένα στο ίδιο ριβόσωμα. Επιπλέον, οι λειτουργικές μελέτες έδειξαν ότι η διαθέσιμη συγκέντρωση της ελεύθερης χλωραμφενικόλης, όταν η ερυθρομυκίνη είναι ήδη προσδεδεμένη στο ριβόσωμα, μειώνεται δραματικά, λόγω παρεμπόδισης της διέλευσης του τούνελ εξόδου από την ερυθρομυκίνη. Συνεπώς, η ερυθρομυκίνη εκτός από αλλοστερικός τροποποιητής, δρα και ως φυσικό εμπόδιο της ελεύθερης διέλευσης του τούνελ εξόδου του ριβοσώματος. |
| author2 |
Ντίνος, Γεώργιος |
| author_facet |
Ντίνος, Γεώργιος Πλέσσα, Ελένη |
| format |
Thesis |
| author |
Πλέσσα, Ελένη |
| author_sort |
Πλέσσα, Ελένη |
| title |
Μακρολίδια και ριβόσωμα : φυσικά εμπόδια ή αλλοστερικοί τροποποιητές; |
| title_short |
Μακρολίδια και ριβόσωμα : φυσικά εμπόδια ή αλλοστερικοί τροποποιητές; |
| title_full |
Μακρολίδια και ριβόσωμα : φυσικά εμπόδια ή αλλοστερικοί τροποποιητές; |
| title_fullStr |
Μακρολίδια και ριβόσωμα : φυσικά εμπόδια ή αλλοστερικοί τροποποιητές; |
| title_full_unstemmed |
Μακρολίδια και ριβόσωμα : φυσικά εμπόδια ή αλλοστερικοί τροποποιητές; |
| title_sort |
μακρολίδια και ριβόσωμα : φυσικά εμπόδια ή αλλοστερικοί τροποποιητές; |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/11316 |
| work_keys_str_mv |
AT plessaelenē makrolidiakairibosōmaphysikaempodiaēallosterikoitropopoiētes AT plessaelenē macrolidesandribosomenaturalobstructsorallostericmodifiers |
| _version_ |
1771297282823553024 |
| spelling |
nemertes-10889-113162022-09-05T20:49:48Z Μακρολίδια και ριβόσωμα : φυσικά εμπόδια ή αλλοστερικοί τροποποιητές; Macrolides and ribosome : natural obstructs or allosteric modifiers? Πλέσσα, Ελένη Ντίνος, Γεώργιος Καλπαξής, Δημήτριος Σταθόπουλος, Κωνσταντίνος Plessa, Eleni Ριβοσώματα Τούνελ εξόδου Μακρολίδια Συναγωνισμός Ribosomes Exit tunnel Macrolides Competition 571.658 Η λεπτομερής μελέτη του τούνελ εξόδου των πεπτιδικών αλυσίδων στο ριβόσωμα, έχει οδηγήσει τα τελευταία χρόνια στην συσσώρευση πολλών δεδομένων, τα οποία δίνουν μια σαφή εικόνα της λειτουργικής σπουδαιότητας της περιοχής αυτής του ριβοσώματος. Οι μελέτες αυτές, έχουν συμβάλει καθοριστικά στη διερεύνηση του μηχανισμού δράσης των μακρολιδίων, μιας μεγάλης κατηγορίας αντιβιοτικών με ευρεία θεραπευτική εφαρμογή, τα οποία προσδένονται στην είσοδο του τούνελ. Παρόλο που σήμερα, με τη βοήθεια και της κρυσταλλογραφίας, γνωρίζουμε επακριβώς τη θέση πρόσδεσης των περισσότερων μακρολιδίων αλλά και την αλληλεπιδρασή τους με άλλα αντιβιοτικά του κέντρου της πεπτιδυλοτρασφεράσης, υπάρχει αδυναμία εξήγησης ή κατανόησης της αλληλεπίδρασης ερυθρομυκίνης και χλωραμφενικόλης. Το ένα αντιβιοτικό παρεμποδίζει την πρόσδεση του άλλου κι ενώ οι αυξανόμενες συγκεντρώσεις της ερυθρομυκίνης εκτοπίζουν την προσδεδεμένη στα ριβοσώματα χλωραμφενικόλη με σαφή συναγωνιστικό τρόπο, η χλωραμφενικόλη δεν είναι σε θέση να εκτοπίσει την δεσμευμένη ερυθρομυκίνη, ακόμη και σε υψηλές συγκεντρώσεις. Τα διαθέσιμα μέχρι σήμερα κρυσταλλογραφικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης από τα ριβοσωματικά σύμπλοκα με τα αντιβιοτικά, υποστηρίζουν την ευρέως αποδεκτή άποψη ότι υπάρχουν δυο ανεξάρτητες θέσεις δέσμευσης, η μία στην θέση Α του κέντρου πεπτιδυλοτρανσφεράσης για τη χλωραμφενικόλη, και η άλλη κοντά στην είσοδο του τούνελ εξόδου του ριβοσώματος, για την ερυθρομυκίνη. Σύμφωνα με τα παραπάνω δεδομένα, δεν υπάρχει αλληλεπικαλυπτόμενη περιοχή στις θέσεις δέσμευσης, επομένως δεν υπάρχει τρόπος να εξηγηθεί η αδυναμία ταυτόχρονης πρόσδεσης και των δυο αντιβιοτικών. Σε αυτή την εργασία, με βάση λειτουργικές μελέτες και νέα κρυσταλλογραφικά δεδομένα, προσπαθήσαμε να ρίξουμε φως στην παραπάνω αλληλεπίδραση ερυθρομυκίνης/χλωραμφαινικόλης. Σύμφωνα με τα νέα δεδομένα της κρυσταλλογραφικής ανάλυσης και σε αντίθεση με τα προηγούμενα, υπάρχει στερεοχημική παρεμπόδιση μεταξύ των δύο δεσμευμένων αντιβιοτικών, που εξηγεί γιατί δεν μπορούν να βρίσκονται ταυτόχρονα προσδεδεμένα στο ίδιο ριβόσωμα. Επιπλέον, οι λειτουργικές μελέτες έδειξαν ότι η διαθέσιμη συγκέντρωση της ελεύθερης χλωραμφενικόλης, όταν η ερυθρομυκίνη είναι ήδη προσδεδεμένη στο ριβόσωμα, μειώνεται δραματικά, λόγω παρεμπόδισης της διέλευσης του τούνελ εξόδου από την ερυθρομυκίνη. Συνεπώς, η ερυθρομυκίνη εκτός από αλλοστερικός τροποποιητής, δρα και ως φυσικό εμπόδιο της ελεύθερης διέλευσης του τούνελ εξόδου του ριβοσώματος. The detailed studies of the nascent peptide exit tunnel of the ribosome in recent years, have led to the accumulation of many data, that give a clear picture of the functional significance of this ribosomal area. These studies have greatly contributed to investigating the mechanism of macrolides action, a large class of broad spectrum therapeutic antibiotics, which bind to the entrance of the tunnel. Although today, thanks to crystallographic data, not only we know the precise binding site of most macrolides, but also their interaction with other antibiotics at the peptidyltransferase center, there is an inability to explain or understand the interaction between erythromycin and chloramphenicol. One antibiotic inhibits the binding of the other and while increasing concentrations of erythromycin displace chloramphenicol bound on the ribosomes in a clear competitive manner, chloramphenicol is unable to displace bound erythromycin, even at high concentrations. The up-to-date crystallographic data of high resolution, from ribosomal complexes with antibiotics, support the widely accepted view that there are two independent binding sites; one at the A-site of peptidyl transferase for chloramphenicol and the other near the entrance of the exi tunnel, for erythromycin. According to the aforementioned data, there is no overlapping area at the binding sites of these antibiotics, therefore we are unable to explain why they cannot be bound simultaneously on the same ribosome. In this work, based on functional studies and new crystallographic data, we tried to shed light on the above case of erythromycin / chloramphenicol competition. According to the new data of crystallographic analysis and unlike the previous ones, there is a steric hindrance between the two bound antibiotics, which explains why they cannot be simultaneously bound to the same ribosome. In addition, functional studies reveal that the available concentration of free chloramphenicol, when erythromycin is already bound to the ribosome, is dramatically reduced due to obstruction of the exit tunnel passage. Consequently, erythromycin, apart from an allosteric modifier, also acts as a natural obstacle of the ribosomal exit tunnel. 2018-06-08T14:27:14Z 2018-06-08T14:27:14Z 2017-12-25 Thesis http://hdl.handle.net/10889/11316 gr 6 application/pdf |
