Browsing by Author "Ainelo, Andres"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 4 of 4
  • Thumbnail Image
    Item
  • Thumbnail Image
    Item
    Physiological effects of the Pseudomonas putida toxin GraT
    (2018-09-13) Ainelo, Andres; Hõrak, Rita, juhendaja; Remme, Jaanus, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
    Looduses peavad bakterid olema võimelised toime tulema keskkonnatingimuste muutumisega üpris laiades piirides. Selles on bakteritele abiks paljud raku elutegevust ja kasvu kontrollivad süsteemid. Eriti omapärasteks bakteri kasvu regulaatoriteks arvatakse olevat toksiin-antitoksiin (TA) süsteemid. Enamasti koosnevad need kahest väikesest valgust: toksiin on võimeline inhibeerima bakteri elutähtsaid protsesse, kuid tavatingimustel takistab seda temaga seondunud antitoksiin. Selleks, et mõista konkreetse TA süsteemi olulisust ja mõju bakterile, on vaja kirjeldada nii toksiini otsest sihtmärki rakus kui ka bakteri füsioloogilist vastust toksiini toimele. Selle töö eesmärgiks oli tuvastada mullabakteri Pseudomonas putida ühe TA toksiini, GraT, sihtmärk rakus ning kirjeldada toksiini mõju raku elutegevusele. GraT on omapärane toksiin, kuna selle efekt on temperatuuritundlik ning süveneb külmas. Töö tuvastas, et GraT lagundab transleeritavaid mRNA-sid. GraT struktuuri analüüs viitab, et toksiinidele ebatüüpiliselt on valgu esimene viiendik paindlik ja ilma kindla struktuurita. Samuti tuvastati, et GraT toksilisust võimendab teiste valkude voltumist abistav šaperonvalk DnaK, mis võib olla seotud GraT paindliku regiooni voltumisega. GraT füsioloogilisi efekte jälgiti mudelsüsteemis, kus toksiini toodetakse looduslikust genoomsest lookusest, millest puudub antitoksiin. Võrreldes tihti rakendatavate toksiini kunstliku ületootmise süsteemidega, on kasutatud mudel paremaks lähenduseks toksiini loomulikule aktivatsioonile. GraT mõjul täheldati kahetist efekti bakteri stressitaluvusele: mõningate stressiallikate puhul see suureneb, kuid teiste puhul väheneb. Lisaks häirib GraT ribosoomide biogeneesi, mida pole sarnaste toksiinide kohta varem kirjeldatud. GraT mõju all kasvavate rakkude valgulise koostise analüüs näitas, et bakter üritab GraT toksilisust leevendada, suurendades ribosoomide biosünteesi abivalkude hulka ja vähendades süsinikumetabolismi intensiivsust. Kuigi GraT roll P. putida elus ei ole endiselt selge, kirjeldati GraT puhul mitmeid TA toksiinidele ebaharilikke omadusi, mis täiendavad meie arusaamu nende ebatavaliste regulaatorite mitmekesisusest.
  • Thumbnail Image
    Item
    Pseudomonas putida GraTA toksiin-antitoksiin süsteemi toimemehhanismide selgitamine
    (Tartu Ülikool, 2013) Ainelo, Andres; Hõrak, Rita, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Molekulaar- ja rakubioloogia instituut
  • Thumbnail Image
    Item
    RelA-SpoT Homolog toxins pyrophosphorylate the CCA end of tRNA to inhibit protein synthesis
    (Cell Press, 2021-08) Brodiazhenko, Tetiana; Alves Oliveira, Sofia Raquel; Roghanian, Mohammad; Sakaguchi, Yuriko; Turnbull, Kathryn Jane; Bulvas, Ondrej; Takada, Hiraku; Tamman, Hedvig; Ainelo, Andres; Pohl, Radek; Rejman, Dominik; Tenson, Tanel; Suzuki, Tsutomu; Garcia-Pino, Abel; Atkinson, Gemma C; Haurilyiuk, Vasili; Kurata, Tatsuki
    RelA-SpoT Homolog (RSH) enzymes control bacterial physiology through synthesis and degradation of the nucleotide alarmone (p)ppGpp. We recently discovered multiple families of small alarmone synthetase (SAS) RSH acting as toxins of toxin-antitoxin (TA) modules, with the FaRel subfamily of toxSAS abrogating bacterial growth by producing an analog of (p)ppGpp, (pp)pApp. Here we probe the mechanism of growth arrest used by four experimentally unexplored subfamilies of toxSAS: FaRel2, PhRel, PhRel2, and CapRel. Surprisingly, all these toxins specifically inhibit protein synthesis. To do so, they transfer a pyrophosphate moiety from ATP to the tRNA 3′ CCA. The modification inhibits both tRNA aminoacylation and the sensing of cellular amino acid starvation by the ribosome-associated RSH RelA. Conversely, we show that some small alarmone hydrolase (SAH) RSH enzymes can reverse the pyrophosphorylation of tRNA to counter the growth inhibition by toxSAS. Collectively, we establish RSHs as RNA-modifying enzymes.