{Reference Type}: Journal Article
{Title}: Interplay between mistranslation and oxidative stress in Escherichia coli.
{Author}: Ević V;Rokov-Plavec J;
{Journal}: Arh Hig Rada Toksikol
{Volume}: 75
{Issue}: 2
{Year}: 2024 Jun 1
{Factor}: 2.078
{DOI}: 10.2478/aiht-2024-75-3834
{Abstract}: Mistakes in translation are mostly associated with toxic effects in the cell due to the production of functionally aberrant and misfolded proteins. However, under certain circumstances mistranslation can have beneficial effects and enable cells to preadapt to other stress conditions. Mistranslation may be caused by mistakes made by aminoacyl-tRNA synthetases, essential enzymes that link amino acids to cognate tRNAs. There is an Escherichia coli strain expressing isoleucyl-tRNA synthetase mutant variant with inactivated editing domain which produces mistranslated proteomes where valine (Val) and norvaline (Nva) are misincorporated into proteins instead of isoleucine. We compared this strain with the wild-type to determine the effects of such mistranslation on bacterial growth in oxidative stress conditions. When the cells were pre-incubated with 0.75 mmol/L Nva or 1.5 mmol/L Val or Nva and exposed to hydrogen peroxide, no beneficial effect of mistranslation was observed. However, when the editing-deficient strain was cultivated in medium supplemented with 0.75 mmol/L Val up to the early or mid-exponential phase of growth and then exposed to oxidative stress, it slightly outgrew the wild-type grown in the same conditions. Our results therefore show a modest adaptive effect of isoleucine mistranslation on bacterial growth in oxidative stress, but only in specific conditions. This points to a delicate balance between deleterious and beneficial effects of mistranslation.<BR>Pogreške u translaciji uglavnom su povezane s toksičnim učincima u stanici zbog proizvodnje funkcionalno aberantnih i pogrešno smotanih proteina. Međutim, pod određenim okolnostima pogreške u translaciji mogu imati povoljne učinke i omogućiti stanicama da se prilagode drugim stresnim uvjetima. Mistranslacija može biti prouzročena pogreškama koje čine aminoacil-tRNA-sintetaze, esencijalni enzimi koji povezuju aminokiseline s pripadnim molekulama tRNA. Soj bakterije Escherichia coli koji eksprimira mutiranu inačicu izoleucil-tRNA-sintetaze s inaktiviranom domenom za popravak, proizvodi mistranslatirane proteome u kojima su valin (Val) i norvalin (Nva) pogrešno ugrađeni u proteine umjesto izoleucina. Usporedili smo ovaj soj s divljim tipom kako bismo odredili učinke takve mistranslacije na rast bakterija u uvjetima oksidacijskog stresa. Kada su stanice bile prethodno inkubirane s 0,75 mmol/L Nva ili 1,5 mmol/L Val ili Nva i potom izložene vodikovu peroksidu, nije primijećen povoljan učinak mistranslacije. Međutim, kada je soj s nedostatkom popravka pogreške uzgajan u mediju s dodatkom 0,75 mmol/L Val do rane ili srednje eksponencijalne faze rasta te potom izložen oksidacijskom stresu, prerastao je divlji tip uzgojen u istim uvjetima. Stoga naši rezultati pokazuju skroman adaptivni učinak mistranslacije izoleucina na rast bakterija u oksidacijskom stresu, ali samo u određenim uvjetima. To upućuje na osjetljivu ravnotežu između štetnih i povoljnih učinaka mistranslacije.