Cristallogenesis and structural studies applied to aminoacyl-tRNA synthetase

Glutaminyl-tRNA synthetase from Deinococcus radiodurans (GlnRS-Dr) distinguishes from known GlnRSs by the presence additional long insertions. A C-terminal extension (C-ter) is predicted to adopt the same fold as part of an amidotransferase (AdT) subunit making this GlnRS almost unique among its homologs since it corresponds to the fusion of protein domains from both direct and indirect pathways of tRNA aminoacylation. In the crystal structure of GlnRS-Dr, C-ter was not solved although the unit cell was large enough to accommodate it. In the same time, NMR analysis of the extension confirmed the presence of a well structured region. Additional structures were solved in the presence of small substrates (glutamine, 2 adenylate analogs) and the C-terminal truncated form as well. In 2 cases, it leads to the stabilization of an insertion loop closing the active site. Structure analysis, functional implication, crystal packing and plasticity properties are discussed.
La GlnRS de Deinococcus radiodurans se distingue des autres GlnRS par la présence d'un appendice additionnel en C-terminal (C-ter). Celui-ci adopterait le même repliement que la famille de protéines YqeY de fonction inconnue et une région de la sous-unité GatB de l'AdT. Son architecture atypique, trouvée dans 4 organismes, corresponds à la fusion de protéine de la voie directe et indirecte d'aminoacylation des ARNt. La structure cristallographique de la GlnRS-Dr n'a pas permis de résoudre la région C-ter, la maille étant suffisamment large pour l'accommoder. Des analyses en RMN du C-ter isolé ont confirmé la présence d'une région majoritairement structurée. D'autres structures ont été résolues en présence de petits substrats (glutamine, analogues d'adénylate) ainsi que la forme tronquée en C-ter. Dans 2 cas, une conformation verrouillée unique du site actif a été mise en évidence. Des analyses structurales et fonctionnelles et les propriétés de l'empilement cristallin sont exposées.