蛋白質(zhì)合成的最高精度
來自海德堡大學分子生物學中心(ZMBH)和德國癌癥研究中心(DKFZ)的研究人員研究了分子伴侶對蛋白質(zhì)合成至關重要的作用模式。他們與來自科隆大學和賓夕法尼亞州立大學(美國)的同事一起證明了蛋白質(zhì)合成的速度與Ssb伴侶的功能有關??刂坪铣伤俣鹊男畔⒋鎯υ诩毎倪z傳密碼中,從而確保合成功能蛋白的最大效率和精確度。他們的研究結(jié)果發(fā)表在Cell上。
每個細胞含有數(shù)千種不同的蛋白質(zhì),每種蛋白質(zhì)在生物體中具有特定的功能。它們合成的藍圖存儲在基因中。細胞中的大分子機器,核糖體,讀取信息并用它來合成長氨基酸鏈。然后,這些所謂的多肽需要“折疊”成三維結(jié)構以產(chǎn)生功能性蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)合成非常復雜并且容易出錯,因此稱為分子伴侶的分子折疊助手會監(jiān)視并指導這一重要過程。
一些伴侶蛋白直接結(jié)合核糖體以幫助在多肽合成期間折疊。到目前為止,幾乎沒有人知道這些與核糖體相關的分子伴侶如何識別正在生長的蛋白質(zhì)并幫助折疊過程,究竟哪些蛋白質(zhì)與分子伴侶接觸,以及蛋白質(zhì)合成的速度是否適應折疊的功能幫手。
由ZMBH和DKFZ研究人員Bernd Bukau博士和GünterKramer博士領導的德美團隊使用酵母Hsp70熱休克蛋白作為模型研究了這些問題。他們的研究主要集中在分子伴侶Ssb上,這是無處不在的Hsp家族中唯一與核糖體直接接觸的成員,并且在此過程中很早就參與了蛋白質(zhì)合成。在他們的實驗中,研究人員從根本上獲得了新合成蛋白折疊的新見解。
核糖體相關的Ssb Hsp70伴侶結(jié)合約70%的新形成的細胞蛋白質(zhì),包括許多必須在折疊前首先轉(zhuǎn)運到細胞的另一區(qū)域。除了作為折疊助手的功能外,Ssb還在細胞蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運中具有額外的意外作用。
通過結(jié)合富含帶正電荷和非極性氨基酸的序列段,分子伴侶識別其生長的蛋白質(zhì)底物。這些識別基序一旦在合成后出現(xiàn)在核糖體的表面上就被結(jié)合。因此,Ssb延遲折疊過程,直到多肽足夠長以便以正確的方式折疊。
研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn),當Ssb Hsp70分子伴侶結(jié)合并保護新出現(xiàn)的多肽時,核糖體可以提高蛋白質(zhì)合成的速度。他們證明,將合成速度調(diào)整為分子伴侶功能的信息存儲在遺傳密碼中,不受伴侶本身的控制。
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