Multistate GTPase Control Co-translational Protein Targeting

پروتئین ها به عنوان ماشین ماکرومولکولی عمل می کنند که واسطه بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی متنوع است - مکانیسم های مولکولی این ماشین برای دهه ها زیست شناسان را مجذوب خود کرده است. تجزیه و تحلیل ویژگی‌های جنبشی و ترمودینامیکی این مکانیسم‌ها می‌تواند جنبه‌های بی‌سابقه‌ای از نحوه عملکرد ماشین‌آلات را آشکار کند و در نهایت به درک جدیدی از فرآیندهای بیولوژیکی مختلف منجر شود. این پایان نامه به طور جامع نشان می دهد که چگونه دو گوانوزین تری فسفاتاز جهانی حفاظت شده در ذره تشخیص سیگنال و گیرنده غشایی آن، کارایی و وفاداری فرآیند هدف گیری پروتئین همکار را برای همه سلول ها حفظ می کنند. مجموعه‌ای از آزمایش‌های کمی نشان می‌دهد که حالت‌های ساختاری بسیار منظم و هماهنگ ماشین‌آلات، کلید عملکرد نظارتی آن‌ها است. این پایان نامه همچنین نمای مکانیکی از یک سیستم جذاب دیگر را ارائه می دهد که در آن ماشین آلات پروتئینی چند حالته از نزدیک فرآیندهای حیاتی بیولوژیکی را کنترل می کنند.

در حین تکمیل کار فارغ التحصیل در موسسه فناوری کالیفرنیا نوشته شده است.

Proteins act as macromolecular machinery that mediate many diverse biological processes - the molecular mechanisms of this machinery has fascinated biologists for decades. Analysis of the kinetic and thermodynamic features of these mechanisms could reveal unprecedented aspects of how the machinery function and will eventually lead to a novel understanding of various biological processes. This dissertation comprehensively demonstrates how two universally conserved guanosine triphosphatases in the signal recognition particle and its membrane receptor maintain the efficiency and fidelity of the co-translational protein targeting process essential to all cells. A series of quantitative experiments reveal that the highly ordered and coordinated conformational states of the machinery are the key to their regulatory function. This dissertation also offers a mechanistic view of another fascinating system in which multistate protein machinery closely control critical biological processes.

Written while completing graduate work at California Institute of Technology.