Nat Commun：科學(xué)家揭示分子伴侶如何保護(hù)核糖體蛋白

來(lái)源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2017-02-08 08:29:00【大中小】

在核糖體這個(gè)復(fù)雜的蛋白質(zhì)合成機(jī)器上每個(gè)組成核糖體的蛋白都有自己的分子伴侶將其指引到正確位置，避免受到損傷。在一項(xiàng)新研究中，研究人員了解到了更多關(guān)于核糖體分子伴侶如何發(fā)揮作用的信息，發(fā)現(xiàn)每個(gè)分子伴侶都會(huì)以獨(dú)特的方式與被保護(hù)的蛋白結(jié)合。研究人員借助X射線晶體成像技術(shù)解析了結(jié)合分子伴侶的核糖體蛋白的原子結(jié)構(gòu)。

分子伴侶如何保護(hù)核糖體蛋白

“組裝核糖體的過(guò)程有點(diǎn)像做面包。每一種成分都會(huì)有特別適合它們尺寸和形狀的包裝，一直到組裝的時(shí)候才會(huì)拆開包裹彎曲成需要的形狀。我們所做的就是發(fā)現(xiàn)這些具有保護(hù)作用的包裝如何適應(yīng)每一個(gè)核糖體蛋白，以及如何解包裝。”該研究作者 Andre Hoelz 教授這樣說(shuō)道，他們的這項(xiàng)最新研究成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 Nature Communications 上。

在所有細(xì)胞中，遺傳信息都儲(chǔ)存在 DNA 中，并通過(guò) mRNA 最終翻譯成蛋白質(zhì)。核糖體負(fù)責(zé)將 mRNA 上的信息翻譯成氨基酸序列，一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞每天要產(chǎn)生超過(guò)100萬(wàn)個(gè)核糖體。

構(gòu)建核糖體對(duì)細(xì)胞來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)非常困難的工作，在組裝過(guò)程中需要將大約80種蛋白組裝在一起，其中還要穿插核糖體 RNA ，還包括超過(guò)200種其他蛋白引導(dǎo)并調(diào)控這一過(guò)程。

在組裝過(guò)程中，組成核糖體的蛋白首先在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成隨后轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核內(nèi)，開始進(jìn)行核糖體的組裝。伴侶蛋白能夠幫助將核糖體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核內(nèi)避免被細(xì)胞內(nèi)的蛋白降解機(jī)制破壞，這種伴侶機(jī)制可以確保組裝核糖體的各種核糖體蛋白按適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)入細(xì)胞核。

在之前研究中研究人員曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)叫做L4的核糖體蛋白與一個(gè)叫做 Acl4的分子伴侶結(jié)合，這種分子伴侶能夠引導(dǎo) L4在特定時(shí)間進(jìn)入細(xì)胞核并到達(dá)指定位置。在這項(xiàng)新研究中，研究人員借助 X 射線晶體成像技術(shù)解析了這對(duì)配對(duì)蛋白的結(jié)構(gòu)。

“解析這對(duì)配對(duì)蛋白的結(jié)構(gòu)并不容易。但是蛋白解析的過(guò)程讓人非常興奮，你可以用眼睛看到分子伴侶如何結(jié)合核糖體蛋白并對(duì)它進(jìn)行保護(hù)。”文章第一作者Ferdinand Huber 這樣說(shuō)道。

這項(xiàng)研究的結(jié)果或可引導(dǎo)開發(fā)新的抗癌藥物，通過(guò)阻止癌細(xì)胞組裝核糖體的過(guò)程抑制腫瘤生長(zhǎng)。

原文來(lái)源

Molecular basis for protection of ribosomal protein L4 from cellular degradation.