EIF5A dimerizes not only in vitro but also in vivo and its molecular envelope is similar to the EF-P monomer

The protein eukaryotic initiation factor 5A (eIF5A) is highly conserved among archaea and eukaryotes, but not in bacteria. Bacteria have the elongation factor P (EF-P), which is structurally and functionally related to eIF5A. eIF5A is essential for cell viability and the only protein known to contain the amino acid residue hypusine, formed by post-translational modification of a specific lysine residue. Although eIF5A was initially identified as a translation initiation factor, recent studies strongly support a function for eIF5A in the elongation step of translation. However, the mode of action of eIF5A is still unknown. Here, we analyzed the oligomeric state of yeast eIF5A. First, by using size-exclusion chromatography, we showed that this protein exists as a dimer in vitro, independent of the hypusine residue or electrostatic interactions. Protein-protein interaction assays demonstrated that eIF5A can form oligomers in vitro and in vivo, in an RNA-dependent manner, but independent of the hypusine residue or the ribosome. Finally, small-angle X-ray scattering (SAXS) experiments confirmed that eIF5A behaves as a stable dimer in solution. Moreover, the molecular envelope determined from the SAXS data shows that the eIF5A dimer is L-shaped and superimposable on the tRNAPhe tertiary structure, analogously to the EF-P monomer. © 2012 Springer-Verlag.

The Deoxyhypusine Synthase Mutant dys1-1 Reveals the Association of eIF5A and Asc1 with Cell Wall Integrity

The putative eukaryotic translation initiation factor 5A (eIF5A) is a highly conserved protein among archaea and eukaryotes that has recently been implicated in the elongation step of translation. eIF5A undergoes an essential and conserved posttranslational modification at a specific lysine to generate the residue hypusine. The enzymes deoxyhypusine synthase (Dys1) and deoxyhypusine hydroxylase (Lia1) catalyze this two-step modification process. Although several Saccharomyces cerevisiae eIF5A mutants have importantly contributed to the study of eIF5A function, no conditional mutant of Dys1 has been described so far. In this study, we generated and characterized the dys1-1 mutant, which showed a strong depletion of mutated Dys1 protein, resulting in more than 2-fold decrease in hypusine levels relative to the wild type. The dys1-1 mutant demonstrated a defect in total protein synthesis, a defect in polysome profile indicative of a translation elongation defect and a reduced association of eIF5A with polysomes. The growth phenotype of dys1-1 mutant is severe, growing only in the presence of 1 M sorbitol, an osmotic stabilizer. Although this phenotype is characteristic of Pkc1 cell wall integrity mutants, the sorbitol requirement from dys1-1 is not associated with cell lysis. We observed that the dys1-1 genetically interacts with the sole yeast protein kinase C (Pkc1) and Asc1, a component of the 40S ribosomal subunit. The dys1-1 mutant was synthetically lethal in combination with asc1Δ and overexpression of TIF51A (eIF5A) or DYS1 is toxic for an asc1Δ strain. Moreover, eIF5A is more associated with translating ribosomes in the absence of Asc1 in the cell. Finally, analysis of the sensitivity to cell wall-perturbing compounds revealed a more similar behavior of the dys1-1 and asc1Δ mutants in comparison with the pkc1Δ mutant. These data suggest a correlated role for eIF5A and Asc1 in coordinating the translational control of a subset of mRNAs associated with cell integrity. © 2013 Galvão et al.

Estudo do Fator de Início de Tradução de Eucariotos 5A (eIF5A) na tradução específica e na ligação direta com ribossomo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização funcional de eIF5A: análise genética e molecular utilizando o modelo de Saccharomyces cerevisiae

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo do papel de eIF5A na síntese proteica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise estrutural e funcional de eIF5A selvagem e mutadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise estrutural e funcional da interação física entre eIF5A e suas enzimas modificadoras em Saccharomyces cerevisiae

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

eIF5A has a function in the cotranslational translocation of proteins into the ER

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

eIF5A and EF-P: two unique translation factors are now traveling the same road

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Hypusine Modification of the Ribosome-binding Protein eIF5A, a Target for New Anti-Inflammatory Drugs: Understanding the Action of the Inhibitor GC7 on a Murine Macrophage Cell Line

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise do envolvimento do fator de início de tradução de eucariotos 5A (eIF5A) na translocação de proteínas para o retículo endoplasmático em Saccharomyces cerevisiae

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise de interação genética entre mutantes de eIF5A e de fatores de degradação de mRNA e busca de supressores extragênicos em S. cerevisae

O provável fator de início de tradução 5A (eIF5A) é altamente conservado de arqueas a mamíferos e sofre uma modificação pós-traducional única e essencial chamada hipusinação. Este fator já foi relacionado ao transporte nucleocitoplasmático, à degradação de mRNA e à proliferação celular. Dados recentes restabelecem uma função para eIF5A na tradução e sugerem a sua atuação na etapa de elongação ao invés de início, como originalmente proposto. Uma vez que o envolvimento de eIF5A com a degradação de mRNA ainda não foi elucidado, tornou-se interessante estudar qual a natureza desta relação. O metabolismo de mRNA é um processo complexo que envolve as etapas da tradução, repressão da tradução e degradação de mRNA. Na primeira parte deste trabalho, foi avaliada a existência de interação genética sintética entre os mutantes tif51A-1 e tif51A-3 e mutantes de fatores envolvidos com a repressão da tradução e/ou degradação de mRNA. Foi revelada uma supressão parcial do fenótipo de termossensibilidade com nocautes dos genes SBP1, DHH1 e PAT1, que codificam fatores ativadores da remoção do capacete de metilguanosina e repressores da tradução. Por outro lado, uma interação sintético doente (“synthetic sick”) entre os mutantes tif51A-1 e xrn1Δ foi observada.Os dados obtidos reforçam o envolvimento de eIF5A com a elongação da tradução, mostram que o efeito de eIF5A na degradação de mRNA é secundário e sugerem uma função para eIF5A como ativador da tradução. Na segunda etapa são apresentados os resultados do rastreamento de supressores extragênicos do mutante tif51A-1 através de deleções genômicas induzidas por transposon. Foram rastreados aproximadamente 2,2x105 transformantes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Estudo da relação entre o fator de início de tradução de eucariotos 5A (eIF5A) e a etapa de elongação da tradução

O fator de início de tradução 5A (eukaryotic translation iniciation factor 5A, eIF5A) é altamente conservado entre arqueas a eucariotos, sendo que as proteínas eIF5A de Saccharomyces cerevisiae e de mamíferos são 63% idênticas. eIF5A sofre uma modificação pós-traducional única na célula, a hipusinação de um resíduo de lisina. Essa proteína já foi relacionada ao início da tradução, transporte nucleocitoplasmático, decaimento de mRNA e proliferação celular, mas a função crítica de eIF5A ainda não foi esclarecida. A depleção deste fator em S. cerevisiae leva a uma diminuição (30%) da taxa de síntese protéica, sugerindo que eIF5A seja um fator envolvido na tradução de um grupo específico de mensageiros. Dados do laboratório demonstram interação física entre eIF5A e proteínas ribossomais bem como com o fator de elongação 2 da tradução (eEF2). A interação com eEF2, sugere que eIF5A atua na etapa de elongação da tradução, ao invés do início da tradução, como proposto inicialmente. Com o objetivo de avaliar a relação de eIF5A com a etapa de elongação, foram realizadas análises de interações genéticas entre o gene codificador de eIF5A (TIF51A) e diversos genes codificadores de proteínas envolvidas na tradução. Através de análises de interações genéticas, foi observado que o mutante estável de eIF5A, tif51AK56A, apresenta um defeito de crescimento quando o mutante de eEF2, eft2H699K, está expresso em alto número de cópias, enquanto que o mutante tif51AQ22H/L93F não apresenta defeitos nesta condição. Foi observado também que o mutante tif51AQ22H/L93F apresenta um defeito de crescimento mais severo quando ocorre superexpressão de EFT2, gene codificador de eEF2. Foi observado ainda que não há complementação alélica entre os mutantes estáveis de eIF5A e que a reversibilidade do fenótipo de sensibilidade a temperatura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)