慕尼黑路德维希·马西米兰大学 信用:CC0公共领域 核糖体合成细胞中的所有蛋白质
主要在酵母上进行的研究已经揭示了许多关于核糖体是如何组装在一起的,但是慕尼黑大学(LMU)的一个小组现在报告说,人体细胞中的核糖体组装需要一些在更简单的模式生物中没有的因素
在每个细胞中,数十万个被称为核糖体的复杂分子机器制造新的蛋白质,以每秒几个氨基酸的速度延伸每个生长链
因此,毫不奇怪,构建这些重要的蛋白质工厂本身就是一项高度复杂的操作,其中涉及200多个组装因子
成熟的核糖体由大约80种蛋白质和4种核糖体核糖核酸组成
但是,这些成分是如何以正确的顺序组装起来以产生功能性核糖体的,还没有完全弄清楚
此外,我们对这一过程的大部分了解来自于对细菌和酵母等模式生物的研究,不一定适用于高等生物的细胞
由罗兰·贝克曼教授(LMU基因中心)领导的研究人员现在发现了人类细胞中核糖体成熟的关键步骤的新细节
活性核糖体由两个独立组装的颗粒组成,颗粒大小不同,只有在蛋白质合成的第一步发生在两个颗粒中较小的颗粒上(在人类细胞中为“40S亚基”)后,它们才相互作用
贝克曼的团队使用冷冻电子显微镜来确定从人类细胞中分离出的40S亚单位的几种前体的结构,并跟踪其成熟过程
“这项研究是早期项目的继续,在该项目中,我们获得了对该过程的初步见解,”迈克尔·阿梅伊斯梅尔说
他是贝克曼团队的一名博士生,也是新报告的主要作者,该报告涉及到小亚单元组装的最后步骤
在这个过程的后期,与小颗粒相关的核糖体核糖核酸的一端从未成熟亚单位的体内伸出
18S亚基成熟的最后一步是去除现在多余的片段
为了确保这种反应不会过早发生,负责的酶——NOB 1——保持在非活性状态,直到需要它
新的研究表明,NOB1的激活之前有一个构象变化,导致结合配偶体从酶上分离
这反过来触发了NOB1本身的结构重排,使酶能够剪切突出的rRNA片段。
“NOB1的激活是由另一种酶协调的,”阿米斯梅尔解释说
与我们发现的一种蛋白质(在酵母中没有发现)一起,后一种酶像楔子一样插入成熟的40S亚单位,这有助于NOB1决定性的构象变化
" 作者还表明,在酵母中没有发现的另一种蛋白质在40S亚基的成熟中起着神秘的作用
贝克曼说:“这证明了将人类系统与其他实验模型分开考虑的重要性。”
使用进化上更简单的酵母系统就足以对该过程有一个基本的了解
但是某些病理综合征与人类核糖体生物发生的错误有关,这为研究人类细胞系统中的核糖体组装提供了明显的理论基础
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