ABSTRACT

Das ribosomale Peptidyltransferase-Zentrum (PTC) befindet sich in der großen ribosomalen Untereinheit und katalysiert die beiden wichtigsten chemischen Reaktionen der Proteinsynthese: Peptidbindungsbildung und Peptidfreisetzung. Die eingesetzten katalytischen Mechanismen und deren Hemmung durch Antibiotika stehen seit Jahrzehnten im Fokus der Molekular- und Strukturbiologen. Mit der Aufklärung atomarer Strukturen der großen ribosomalen Untereinheit zu Beginn des neuen Jahrtausends gewannen diese Fragen eine neue molekulare Bedeutung. Die kristallographischen Strukturen bestätigten überzeugend, dass Peptidyltransferase ein RNA-Enzym ist. Dies setzt das Ribosom auf die Liste der natürlich vorkommenden Ribozyme, die den Übergang von der präbiotischen RNA-Welt zur zeitgenössischen Biologie überlebt haben. Biochemische, genetische und strukturelle Beweise unterstreichen die Rolle des Ribosoms als entropischer Katalysator, der die Bildung von Peptidbindungen hauptsächlich durch Substratpositionierung beschleunigt. Gleichzeitig sollte die Peptidfreisetzung stärker von der chemischen Katalyse abhängen, an der wahrscheinlich eine rRNA-Gruppe des PTC beteiligt ist. Die PTC zeichnet sich durch die ausgeprägteste Akkumulation universell konservierter rRNA-Nukleotide im gesamten Ribosom aus. Daher war es überraschend, dass die jüngsten Ergebnisse eine unerwartet hohe Variation in der Art der Antibiotikabindung an die PTC von Ribosomen aus verschiedenen Organismen zeigten.