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      結(jié)構(gòu)生物學(xué)直到最后一次切割
      
			
      
				2019-04-16 10:40:48
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      核糖體是細(xì)胞的蛋白質(zhì)工廠。來自慕尼黑Ludwig-Maximilians-Universitaet(LMU)的研究人員現(xiàn)已在結(jié)構(gòu)上描述了人類小核糖體亞基組裝的后期階段，對其成熟原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
      

      結(jié)構(gòu)生物學(xué)直到最后一次切割
      

      蛋白質(zhì)提供所有細(xì)胞的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)元素，并介導(dǎo)細(xì)胞存活所需的執(zhí)行功能。在大多數(shù)細(xì)胞類型中，必須不斷地產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)組并且具有大量不同的量。為了完成這項(xiàng)重要任務(wù)，細(xì)胞必須確保它具有足夠的蛋白質(zhì)合成所需的復(fù)合物 - 核糖體。真核(即有核)細(xì)胞可以產(chǎn)生大量的核糖體，盡管每個(gè)細(xì)胞由約80種蛋白質(zhì)和4種核糖體RNA(rRNA)組成。此外，大約200種其他被稱為生物發(fā)生因子的蛋白質(zhì)對于確保組裝過程順利進(jìn)行以及功能性核糖體的所有組分都是必需的。在復(fù)雜的建筑中找到合適的位置。由Roland Beckmann教授領(lǐng)導(dǎo)的LMU基因中心的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)以高分辨率確定了在人類細(xì)胞核糖體形成的后期形成的幾種組裝中間體的三維結(jié)構(gòu)。他們的數(shù)據(jù)詳細(xì)揭示了核糖體RNA如何逐漸折疊以提供同源核糖體蛋白的必要結(jié)合位點(diǎn)。該研究結(jié)果發(fā)表在最新一期的自然雜志上。
      

      核糖體由兩個(gè)小亞基組成，它們分開組裝并僅在需要時(shí)相互作用形成單個(gè)功能單元。兩個(gè)亞基的產(chǎn)生始于細(xì)胞核中rRNA的合成位點(diǎn)。rRNA被轉(zhuǎn)錄為較大的前體，其在組裝過程中充當(dāng)支架并且在核糖體成熟期間被切割和修剪。在組裝的初始步驟后，未成熟的亞基從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)中。在真核生物中，成熟的小亞基含有一個(gè)rRNA和約30種蛋白質(zhì)，而大亞基由三種rRNA和約50種蛋白質(zhì)組成。“我們所知道的關(guān)于真核生物核糖體組裝的所有知識都來源于對面包酵母等簡單生物的研究，”Michael Ameismeier博士說。Beckmann小組的學(xué)生，以及新論文的第一作者Jingdong Cheng。“我們使用低溫電子顯微鏡來確定從中分離的小核糖體亞基的中間形式的結(jié)構(gòu)人體細(xì)胞。“
      

      現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)為高度復(fù)雜的過程提供了見解。“事實(shí)上，我們不僅可以描述一種前體，而且可以將五種組裝狀態(tài)的結(jié)構(gòu)可視化。然后我們能夠按照時(shí)間順序?qū)@些結(jié)構(gòu)進(jìn)行排序，并分析它們之間的差異，”Ameismeier解釋說。序列中最早的結(jié)構(gòu)仍然來自細(xì)胞核。在將第一前體輸出到細(xì)胞質(zhì)后，連續(xù)形成其他四種。
      

      前體的連續(xù)性揭示了小核糖體亞基的成熟在幾個(gè)確定的步驟中進(jìn)行。“裝配序列由生物發(fā)生因子控制，如RRP12和PNO1。”當(dāng)NOB1(一種內(nèi)切核糖核酸酶)切割特定位點(diǎn)的rRNA時(shí)，整個(gè)操作就完成了。然后，成熟的小亞基可與大亞基結(jié)合，與信使RNA結(jié)合，提供蛋白質(zhì)合成的藍(lán)圖。
      
			

			
        
      
			
      
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