in-vitro-reconstitution-of-the-active-t-castaneum-telomerase

<em>In vitro</em> Reconstitution of the Active <em>T. castaneum</em> Telomerase

Efforts to isolate the catalytic subunit of telomerase, TERT, in sufficient quantities for structural studies, have been met with limited success for more ...

University of Pennsylvania

&#x4EBA;&#x7C7B;&#x764C;&#x75C7;&#x7684;&#x4E00;&#x4E2A;&#x5171;&#x540C;&#x7279;&#x70B9;&#x662F;&#x6838;&#x7CD6;&#x6838;&#x86CB;&#x767D;&#x7684;&#x590D;&#x6742;&#xFF0C;&#x5B83;&#x8D1F;&#x8D23;&#x7EF4;&#x62A4;&#x7684;&#x957F;&#x5EA6;&#x548C;&#x5B8C;&#x6574;&#x6027;&#x7684;&#x67D3;&#x8272;&#x4F53;&#x672B;&#x7AEF;&#xFF0C;&#x7AEF;&#x7C92;&#x9176;&#x7684;&#x8868;&#x8FBE;&#x3002;&#x7AEF;&#x7C92;&#x957F;&#x5EA6;&#x7684;&#x653E;&#x677E;&#x7BA1;&#x5236;&#x548C;&#x7AEF;&#x7C92;&#x9176;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x662F;&#x764C;&#x75C7;&#x7EC6;&#x80DE;&#x8FDB;&#x5316;&#x65E9;&#x671F;&#xFF0C;&#x800C;&#x4E14;&#x4E5F;&#x8BB8;&#x662F;&#x5FC5;&#x8981;&#x4E00;&#x6B65;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5728;&#x5EA7;&#x8D64;&#x62DF;&#x8C37;&#x76D7;&#x50AC;&#x5316;&#x4E9A;&#x5355;&#x4F4D;&#x7684;&#x7AEF;&#x7C92;&#x9176;&#xFF0C;&#x53D4;&#x9AD8;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x7EC4;&#x6210;&#x7684;&#x4E09;&#x4E2A;&#x9AD8;&#x5EA6;&#x4FDD;&#x5B88;&#x7684;&#x57DF;&#xFF0C;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x6210;&#x4E00;&#x4E2A;&#x73AF;&#x5F62;&#x7ED3;&#x6784;&#xFF0C;&#x4E0E;&#x9006;&#x8F6C;&#x5F55;&#x75C5;&#x6BD2;&#x53CD;&#x5411; transcriptases&#x3001; &#x75C5;&#x6BD2; RNA &#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x548C; B &#x5BB6;&#x5EAD; DNA &#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x5171;&#x4EAB;&#x5171;&#x540C;&#x7684;&#x7279;&#x70B9;&#x3002;&#x57DF;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x5730;&#x65B9;&#x5377;&#x5165;&#x57FA;&#x677F;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x548C;&#x5185;&#x90E8;&#x7684;&#x6212;&#x6307;&#xFF0C;&#x53EF;&#x5BB9;&#x7EB3;&#x4E03;&#x81F3;&#x516B;&#x4E2A;&#x57FA;&#x5730;&#x7684;&#x53CC;&#x94FE;&#x8131;&#x6C27;&#x6838;&#x7CD6;&#x6838;&#x9178;&#x4E2D;&#x7684;&#x50AC;&#x5316;&#x4F5C;&#x7528;&#x7684;&#x56FE;&#x6848;&#x3002;RNA DNA &#x5F02;&#x6E90;&#x53CC;&#x94FE;&#x4E2D;&#x7684;&#x8FD9;&#x679A;&#x6212;&#x6307;&#x5185;&#x90E8;&#x6A21;&#x62DF;&#x6F14;&#x793A;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x548C;&#x6838;&#x9178;&#x886C;&#x5E95;&#xFF0C;&#x5B8C;&#x7F8E;&#x5951;&#x5408;&#x548C;&#x804C;&#x4F4D; 3&#39; &#x7AEF;&#x7684; DNA &#x5F15;&#x7269;&#x9176;&#xFF0C;&#x63D0;&#x4F9B;&#x8BC1;&#x636E;&#x5F62;&#x6210;&#x7684;&#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x6D3B;&#x52A8;&#x7AEF;&#x7C92;&#x9176;&#x4F38;&#x957F;&#x7684;&#x6D3B;&#x52A8;&#x73B0;&#x573A;&#x3002;

&#x8D64;&#x62DF;&#x8C37;&#x76D7;&#x7AEF;&#x7C92;&#x9176;&#x50AC;&#x5316;&#x4E9A;&#x57FA;&#x53D4;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;

A common hallmark of human cancers is the overexpression of telomerase, a ribonucleoprotein complex that is responsible for maintaining the length and integrity of chromosome ends. Telomere length deregulation and telomerase activation is an early, and perhaps necessary, step in cancer cell evolution. Here we present the high-resolution structure of the Tribolium castaneum catalytic subunit of telomerase, TERT. The protein consists of three highly conserved domains, organized into a ring-like structure that shares common features with retroviral reverse transcriptases, viral RNA polymerases and B-family DNA polymerases. Domain organization places motifs implicated in substrate binding and catalysis in the interior of the ring, which can accommodate seven to eight bases of double-stranded nucleic acid. Modelling of an RNA-DNA heteroduplex in the interior of this ring demonstrates a perfect fit between the protein and the nucleic acid substrate, and positions the 3'-end of the DNA primer at the active site of the enzyme, providing evidence for the formation of an active telomerase elongation complex.

Structure of the Tribolium castaneum telomerase catalytic subunit TERT.

Une caract&#xE9;ristique commune des cancers humains est la surexpression de la t&#xE9;lom&#xE9;rase, un complexe de ribonucl&#xE9;oprot&#xE9;ine qui est responsable du maintien de la longueur et l&#x26;#39;int&#xE9;grit&#xE9; des extr&#xE9;mit&#xE9;s des chromosomes. La longueur des t&#xE9;lom&#xE8;res et de la d&#xE9;r&#xE9;glementation activation de la t&#xE9;lom&#xE9;rase est une premi&#xE8;re &#xE9;tape, et peut-&#xEA;tre n&#xE9;cessaire, dans l&#x26;#39;&#xE9;volution des cellules canc&#xE9;reuses. Ici, nous pr&#xE9;sentons la structure &#xE0; haute r&#xE9;solution de la sous-unit&#xE9; castaneum Tribolium catalytique de la t&#xE9;lom&#xE9;rase, TERT. La prot&#xE9;ine est constitu&#xE9;e de trois domaines hautement conserv&#xE9;s, organis&#xE9;s en une structure en forme d&#x26;#39;anneau que les caract&#xE9;ristiques des actions ordinaires avec transcriptases inverses r&#xE9;trovirales, virales ARN polym&#xE9;rases et ADN polym&#xE9;rases B-famille. Domaine lieux organisation motifs impliqu&#xE9;s dans la liaison au substrat et de la catalyse &#xE0; l&#x26;#39;int&#xE9;rieur de l&#x26;#39;anneau, qui peut accueillir sept &#xE0; huit bases de double brin d&#x26;#39;acide nucl&#xE9;ique. Mod&#xE9;lisation d&#x26;#39;un h&#xE9;t&#xE9;roduplex ARN-ADN &#xE0; l&#x26;#39;int&#xE9;rieur de cet anneau montre un ajustement parfait entre la prot&#xE9;ine et le substrat d&#x26;#39;acide nucl&#xE9;ique, et les positions de l&#x26;#39;extr&#xE9;mit&#xE9; 3 &#x26;#39;de l&#x26;#39;amorce d&#x26;#39;ADN au site actif de l&#x26;#39;enzyme, fournissant la preuve de la formation d&#x26;#39;un complexe d&#x26;#39;&#xE9;longation t&#xE9;lom&#xE9;rase active.

Structure de la TERT castaneum t&#xE9;lom&#xE9;rase Subunit Tribolium catalytique

Ein gemeinsames Kennzeichen der menschlichen Krebserkrankungen ist die &Uuml;berexpression von Telomerase, ein Ribonucleoprotein Komplex, die Erhaltung der L&auml;nge und der Integrit&auml;t der Chromosom-enden wird. Telomer-L&auml;nge-Deregulierung und Telomerase-Aktivierung ist eine fr&uuml;he und vielleicht notwendiger Schritt in Krebs Zelle Entwicklung. Hier pr&auml;sentieren wir die hochaufl&ouml;sende Struktur der Tribolium Castaneum katalytische Untereinheit der Telomerase, TERT. Das Protein besteht aus drei stark konservierten Dom&auml;nen, die in einer Ring-Struktur, die Gemeinsamkeiten mit Retroviren Reverse Transcriptases, virale RNA-Polymerasen und B-Familie DNA-Polymerasen gemeinsam organisiert. Dom&auml;ne-Organisation stellt Motive Substrat Bindung und Katalyse im Inneren des Ringes, bietet Platz f&uuml;r sieben bis acht Basen von Double-Stranded Nukleins&auml;ure in Verbindung gebracht. Modellierung von einer RNA-DNA-Heteroduplex im Inneren dieses Rings veranschaulicht perfekt zwischen dem Protein und Nukleins&auml;ure-Substrat und 3&#39;-Ende der DNA-Primer an der aktiven Site des Enzyms, den Nachweis f&uuml;r die Bildung von eine aktive Telomerase-Dehnung komplexe positioniert.

Struktur von Tribolium Castaneum Telomerase katalytische Untereinheit TERT.

Una caratteristica comune dei tumori umani &egrave; la sovraespressione di telomerasi, una ribonucleoproteina complessa che &egrave; responsabile di mantenere la lunghezza e l&#39;integrit&agrave; delle estremit&agrave; del cromosoma. Telomero lunghezza deregolamentazione e telomerasi attivazione &egrave; un inizio e forse necessario, passo nell&#39;evoluzione delle cellule di cancro. Qui vi presentiamo la struttura ad alta risoluzione del Tribolium castaneum subunit&agrave; catalitica della telomerasi, TERT. La proteina &egrave; costituito da tre domini altamente conservate, organizzati in una struttura anulare che condivide caratteristiche comuni con transcriptases reverse retrovirale, polimerasi del RNA virale e polimerasi del DNA B-famiglia. Organizzazione di dominio posti motivi implicati nel legame del substrato e catalisi all&#39;interno dell&#39;anello, che pu&ograve; ospitare fino a sette-otto basi dell&#39;acido nucleico double-stranded. Modellazione di un RNA-DNA heteroduplex all&#39;interno di questo anello dimostra una perfetta tra la proteina e il substrato dell&#39;acido nucleico e posiziona 3&#39;-fine del primer DNA presso il sito attivo dell&#39;enzima, fornendo le prove per la formazione di un allungamento attivo telomerasi complessa.

Struttura della castaneum Tribolium telomerasi subunit&agrave; catalitica TERT.

&#x30D2;&#x30C8;&#x306E;&#x764C;&#x306E;&#x5171;&#x901A;&#x306E;&#x7279;&#x5FB4;&#x306F;&#x3001;&#x30C6;&#x30ED;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x904E;&#x5270;&#x767A;&#x73FE;&#x306F;&#x3001;&#x67D3;&#x8272;&#x4F53;&#x672B;&#x7AEF;&#x306E;&#x9577;&#x3055;&#x3068;&#x6574;&#x5408;&#x6027;&#x3092;&#x7DAD;&#x6301;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x8CAC;&#x4EFB;&#x304C;&#x3042;&#x308B;&#x30EA;&#x30DC;&#x6838;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x8907;&#x5408;&#x4F53;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002;&#x30C6;&#x30ED;&#x30E1;&#x30A2;&#x306E;&#x9577;&#x3055;&#x306E;&#x898F;&#x5236;&#x7DE9;&#x548C;&#x3068;&#x30C6;&#x30ED;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x306F;&#x764C;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x9032;&#x5316;&#x306E;&#x904E;&#x7A0B;&#x3067;&#x3001;&#x65E9;&#x671F;&#x306B;&#x3001;&#x305D;&#x3057;&#x3066;&#x304A;&#x305D;&#x3089;&#x304F;&#x5FC5;&#x8981;&#x306A;&#x624B;&#x9806;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x30C6;&#x30ED;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x89E6;&#x5A92;&#x30B5;&#x30D6;&#x30E6;&#x30CB;&#x30C3;&#x30C8;&#x30B3;&#x30AF;&#x30CC;&#x30B9;&#x30C8;&#x3001;TERT&#x306E;&#x9AD8;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306F;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x72B6;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x306B;&#x7DE8;&#x6210;3&#x9AD8;&#x5EA6;&#x306B;&#x4FDD;&#x5B58;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30C9;&#x30E1;&#x30A4;&#x30F3;&#x304B;&#x3089;&#x6210;&#x308A;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x30EC;&#x30C8;&#x30ED;&#x30A6;&#x30A4;&#x30EB;&#x30B9;&#x9006;&#x8EE2;&#x5199;&#x9175;&#x7D20;&#x3001;&#x30A6;&#x30A4;&#x30EB;&#x30B9;RNA&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x304A;&#x3088;&#x3073;B&#x30D5;&#x30A1;&#x30DF;&#x30EA;&#x30FC;DNA&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x3068;&#x5171;&#x901A;&#x306E;&#x7279;&#x5FB4;&#x3002;&#x4E8C;&#x672C;&#x9396;&#x6838;&#x9178;&#x306E;&#x4E03;&#x304B;&#x3089;&#x516B;&#x62E0;&#x70B9;&#x3092;&#x53CE;&#x5BB9;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x5185;&#x90E8;&#x306B;&#x57FA;&#x8CEA;&#x7D50;&#x5408;&#x3068;&#x89E6;&#x5A92;&#x4F5C;&#x7528;&#x306B;&#x95A2;&#x4E0E;&#x3059;&#x308B;&#x30C9;&#x30E1;&#x30A4;&#x30F3;&#x7D44;&#x7E54;&#x306E;&#x5834;&#x6240;&#x3092;&#x30E2;&#x30C1;&#x30FC;&#x30D5;&#x306B;&#x3001;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x5185;&#x90E8;&#x306B;RNA-DNA&#x306E;&#x30D8;&#x30C6;&#x30ED;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x5316;&#x306F;&#x3001;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x3068;&#x6838;&#x9178;&#x57FA;&#x8CEA;&#x3068;&#x306E;&#x9593;&#x306E;&#x5B8C;&#x5168;&#x306A;&#x9069;&#x5408;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3001;&#x9175;&#x7D20;&#x306E;&#x6D3B;&#x6027;&#x90E8;&#x4F4D;&#x3067;DNA&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30DE;&#x30FC;&#x306E;3 &#x26;#39;&#x672B;&#x7AEF;&#x3092;&#x914D;&#x7F6E;&#x3057;&#x3001;&#x5F62;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x8A3C;&#x62E0;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3059;&#x308B;&#x30A2;&#x30AF;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x306A;&#x30C6;&#x30ED;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x4F38;&#x9577;&#x8907;&#x5408;&#x4F53;&#x306E;&#x3002;

&#x30B3;&#x30AF;&#x30CC;&#x30B9;&#x30C8;&#x30E2;&#x30C9;&#x30AD;&#x306E;&#x30C6;&#x30ED;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x89E6;&#x5A92;&#x30B5;&#x30D6;&#x30E6;&#x30CB;&#x30C3;&#x30C8;TERT&#x306E;&#x69CB;&#x9020;

&#xC778;&#xAC04;&#xC758; &#xC554; &#xBC1C;&#xC0DD;&#xC758; &#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC778; &#xD2B9;&#xC9D5;&#xC740; telomerase, ribonucleoprotein &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xAE38;&#xC774; &#xC5FC;&#xC0C9;&#xCCB4; &#xB05D;&#xC758; &#xBB34;&#xACB0;&#xC131;&#xC744; &#xC720;&#xC9C0; &#xD558;&#xB294; overexpression. Telomere &#xAE38;&#xC774; &#xADDC;&#xC81C; &#xC644;&#xD654;&#xC640; telomerase &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xC554; &#xC138;&#xD3EC; &#xC9C4;&#xD654;&#xC5D0;&#xC11C; &#xCD08;&#xAE30;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xC544;&#xB9C8;&#xB3C4; &#xD544;&#xC694;&#xD55C; &#xB2E8;&#xACC4;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;&#xC5D0; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xAC00; &#xD604;&#xC7AC; telomerase, TERT&#xC758; Tribolium castaneum &#xCD09;&#xB9E4; &#xC18C; &#xB2E8;&#xC704;&#xC758; &#xACE0;&#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; &#xAD6C;&#xC870;. &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; retroviral &#xC5ED; transcriptases, &#xBC14;&#xC774;&#xB7EC;&#xC2A4; &#xC131; RNA &#xD3F4;&#xC640; B-&#xAC00;&#xC871; DNA &#xD3F4; &#xACF5;&#xD1B5; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xACF5;&#xC720; &#xD558;&#xB294; &#xACE0;&#xB9AC; &#xBAA8;&#xC591;&#xC758; &#xAD6C;&#xC870;&#xB85C; &#xAD6C;&#xC131; 3 &#xB192;&#xC740; &#xBCF4;&#xC874;&#xB41C; &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778;&#xC73C;&#xB85C; &#xAD6C;&#xC131; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778; &#xC870;&#xC9C1; &#xBAA8;&#xD2F0;&#xBE0C; &#xAE30;&#xD310; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xACFC; &#xC774;&#xC911; &#xAC00;&#xB2E5; &#xD575; &#xC0B0;&#xC758; 7 ~ 8 &#xAE30;&#xC9C0;&#xB97C; &#xC218;&#xC6A9;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xB9C1; &#xB0B4;&#xBD80;&#xC5D0; &#xCD09;&#xB9E4;&#xC5D0; &#xC5F0;&#xB8E8; &#xC7A5;&#xC18C;. &#xC774; &#xB9C1;&#xC758; &#xB0B4;&#xBD80;&#xC5D0;&#xC11C; RNA DNA heteroduplex&#xC758; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xACFC; &#xD575; &#xC0B0; &#xAE30;&#xD310; &#xC0AC;&#xC774; &#xC644;&#xBCBD; &#xD558; &#xAC8C; &#xB9DE;&#xB294; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xD558; &#xACE0; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; telomerase &#xD65C;&#xC131; &#xC728;&#xC758; &#xD615;&#xC131;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC99D;&#xAC70;&#xB97C; &#xC81C;&#xACF5; &#xD558;&#xB294; &#xD6A8;&#xC18C;&#xC758; &#xD65C;&#xC131; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8;&#xC5D0; DNA &#xB1CC;&#xAD00;&#xC758; 3&#39;-&#xB05D;&#xC744; &#xB193;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xC18C;&#xB294; Tribolium castaneum telomerase &#xCD09;&#xB9E4; &#xB2E8;&#xC704; TERT&#xC758; &#xAD6C;&#xC870;.

Una caracter&#xED;stica com&#xFA;n de los c&#xE1;nceres humanos es la sobre-expresi&#xF3;n de la telomerasa, un complejo de ribonucleoprote&#xED;na que es responsable de mantener la longitud y la integridad de los extremos de los cromosomas. Desregulaci&#xF3;n longitud de los tel&#xF3;meros y la activaci&#xF3;n de la telomerasa es un primer paso, y tal vez necesario, en la evoluci&#xF3;n de las c&#xE9;lulas cancerosas. Aqu&#xED; se presenta la estructura de alta resoluci&#xF3;n de la Tribolium castaneum subunidad catal&#xED;tica de la telomerasa, TERT. La prote&#xED;na se compone de tres dominios altamente conservados, organizados en una estructura de anillo que comparte rasgos comunes con la transcriptasa inversa retroviral, virus RNA polimerasas y la familia B-DNA polimerasas. Dominio lugares organizaci&#xF3;n motivos implicados en la uni&#xF3;n del sustrato y la cat&#xE1;lisis en el interior del anillo, que puede alojar siete a ocho bases de doble hebra de &#xE1;cido nucleico. Modelado de un heterod&#xFA;plex ARN-ADN en el interior de este anillo muestra un ajuste perfecto entre la prote&#xED;na y el sustrato de &#xE1;cido nucleico, y las posiciones del extremo 3 &#x26;#39;del cebador de ADN en el sitio activo de la enzima, proporcionando evidencia de la formaci&#xF3;n de un complejo telomerasa elongaci&#xF3;n activa.

Anthony P. Schuller

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