Kinetic mechanism of elongation factor Ts-catalyzed nucleotide exchange in elongation factor Tu
Kinetic mechanism of elongation factor Ts-catalyzed nucleotide exchange in elongation factor Tu
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DOI：
10.1021/bi015712w
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发表时间：
2002-01-08
期刊：
影响因子：
2.9
通讯作者：
Rodnina, MV
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gromadski, KB;Wieden, HJ;Rodnina, MV
通过停流技术研究了大肠杆菌延伸因子 Tu (EF-Tu) 与延伸因子 Ts (EF-Ts) 和鸟嘌呤核苷酸的相互作用，监测 EF-Tu 中色氨酸 184 或连接到鸟嘌呤核苷酸的 mant 基团的荧光。测定了 EF-Tu、EF-Ts、GDP 和 GTP 之间所有缔合和解离反应的速率常数。 EF-Ts 分别将 GDP 和 GTP 与 EF-Tu 的分离增强了 6 x 10(4) 和 3 x 10(3)。在没有 EF-Ts 的情况下，单独 Mg2+ 的损失导致 GDP 从 EF-Tu(.)GDP 解离加速 150-300 倍，这表明单独 Mg2+ 结合位点的破坏并不能解释 EF-Ts 效应。 EF-Ts 从含有 EF-Tu 和 GDP/GTP 的三元复合物中解离的速度比从二元复合物 EF-Tu(.)EF-Ts 中解离的速度快 10(3)-10(4) 倍，表明二元和三元复合物中因子的结构和/或相互作用不同。 EF-Ts 与游离或核苷酸结合形式的 EF-Tu 结合的速率常数或 GDP/GTP 与 EF-Tu(.)EF-Ts 复合物结合的速率常数范围为 0.6 x 10(7) 至 6 x 10(7) M-1 s(-1)。在核苷酸和因子的体内浓度下，根据元素速率常数计算的总交换率为30 s(-1)，这与细胞中蛋白质合成的速率相一致。
The interaction of Escherichia coli elongation factor Tu (EF-Tu) with elongation factor Ts (EF-Ts) and guanine nucleotides was studied by the stopped-flow technique, monitoring the fluorescence of tryptophan 184 in EF-Tu or of the mant group attached to the guanine nucleotide. Rate constants of all association and dissociation reactions among EF-Tu, EF-Ts, GDP, and GTP were determined. EF-Ts enhances the dissociation of GDP and GTP from EF-Tu by factors of 6 x 10(4) and 3 x 10(3), respectively. The loss of Mg2+ alone, without EF-Ts, accounts for a 150-300-fold acceleration of GDP dissociation from EF-Tu(.)GDP, suggesting that the disruption of the Mg2+ binding site alone does not explain the EF-Ts effect. Dissociation of EF-Ts from the ternary complexes with EF-Tu and GDP/GTP is 10(3)-10(4) times faster than from the binary complex EF-Tu(.)EF-Ts, indicating different structures and/or interactions of the factors in the binary and ternary complexes. Rate constants of EF-Ts binding to EF-Tu in the free or nucleotide-bound form or of GDP/GTP binding to the EF-Tu(.)EF-Ts complex range from 0.6 x 10(7) to 6 x 10(7) M-1 s(-1). At in vivo concentrations of nucleotides and factors, the overall exchange rate, as calculated from the elemental rate constants, is 30 s(-1), which is compatible with the rate of protein synthesis in the cell.