Biochemical and structural characterization of RNases P and MRP in S. cerevisiae
Caractérisation biochimique et structurale des RNases P et MRP chez la levure Saccharomyces cerevisiae
Résumé
Ribonuclease P (RNase P) is an endoribonuclease that cleaves the 5'-leader sequence of pre-tRNAs. RNase P is conserved between all taxonomic kingdoms and consists of a catalytic RNA subunit and protein components of variable size, from one protein in bacteria to 5 proteins in archae and at least 9 proteins in eukaryotic cells. In addition to RNase P, eukaryotes possess the RNase MRP which has a related RNA core and shares 8 proteins subunits with RNase P but with its own substrate specificity. Here, we propose an original method to purify specifically RNase P and RNase MRP from S. cerevisiae. Using electron microscopy and image processing, we solved the first structure of these two holoenzymes at a resolution of about 1.5 nm. We showed that eukaryotic RNase P and RNase MRP have a modular architecture, where proteins stabilize the RNA fold and contribute to cavities, channels and chambers between the modules.Structural features are located at strategic positions for substrate recognition by shape and coordination of the cleaved-off sequence.
La RNase P est une endoribonucléase responsable de la maturation de l’extrémité 5’ des ARNt prématures. Holoenzyme très conservée, elle est constituée d’une composante ARN formant le noyau catalytique et d’une composante protéique dont le nombre de sous-unités est variable : une protéine chez les bactéries, 5 chez les archées et d’au moins 9 chez les eucaryotes. Les eucaryotes possèdent également une autre endoribonucléase, la RNase MRP dont la composition est proche de la RNase P tant au niveau ribonucléique que protéique mais avec une spécificité de substrat propre. Dans cette étude, nous proposons une méthode originale et spécifique pour purifier la RNase P et la RNase MRP de S. cerevisiae. Grâce à la microscopie électronique et au traitement d’images, nous avons déterminé la première structure de ces deux holoenzymes à une résolution d’environ 1.5 nm. Ces structures révèlent une architecture modulaire commune où les protéines stabilisent la composante ARN et contribuent à l’édification de cavités et de conduits. Les spécificités structurales sont localisées en des positions stratégiques pour l’identification et la coordination du substrat.
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