倫敦大學(xué)學(xué)院的科學(xué)家們在《Nature》雜志上發(fā)表的論文中描述了核糖體在細(xì)胞中折疊新蛋白質(zhì)過程中所起的新作用。
核糖體是細(xì)胞中專門用于蛋白質(zhì)合成的分子機(jī)器，它通過一次拼湊一個(gè)氨基酸構(gòu)建塊來制造生命中所有的蛋白質(zhì)。在合成過程中，這些新生的蛋白質(zhì)在與母體核糖體結(jié)合的同時(shí)試圖折疊，這被稱為共翻譯蛋白質(zhì)折疊。
了解蛋白質(zhì)折疊是如何發(fā)生的仍然是科學(xué)家面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，而這種共翻譯折疊提供了一種方法，使細(xì)胞確保安全有效地生產(chǎn)和組裝處于功能天然狀態(tài)的新蛋白質(zhì)。折疊失敗或異常折疊與大量毀滅性疾病有關(guān)。
由于對蛋白質(zhì)折疊的大多數(shù)理解來自于分離多肽在散裝溶液中的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)(不是專門在核糖體上)，事實(shí)證明很難調(diào)和核糖體(這是一個(gè)更典型的現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境)的發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)顯示了折疊與從分離的再折疊研究中看到的相當(dāng)大的差異。
在這篇新論文中，科學(xué)家們揭示了核糖體在折疊過程中比以前認(rèn)為的更重要，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^影響新肽鏈的能量和穩(wěn)定性來指導(dǎo)折疊途徑。
通過實(shí)驗(yàn)捕捉和成像核糖體上新生鏈蛋白質(zhì)合成的快照，研究人員發(fā)現(xiàn)了共翻譯蛋白質(zhì)折疊熱力學(xué)與散裝溶液中不同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，表明核糖體影響未折疊蛋白質(zhì)的整體特性。
他們發(fā)現(xiàn)，在核糖體上，未折疊的蛋白質(zhì)采用擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)，而在核糖體上，它們變得更加緊湊和球形。這種所謂的未折疊狀態(tài)的“熵不穩(wěn)定”是核糖體如何通過幫助形成共翻譯折疊中間體來改變蛋白質(zhì)折疊途徑的主要驅(qū)動(dòng)因素。它們是新生蛋白質(zhì)的離散部分折疊形式，分離時(shí)不存在或高度不穩(wěn)定，但在核糖體上長期存在。
這些熱力學(xué)效應(yīng)也有助于核糖體保護(hù)新生蛋白質(zhì)免受突變誘導(dǎo)的展開。這意味著共翻譯折疊是促進(jìn)蛋白質(zhì)有效進(jìn)化的關(guān)鍵機(jī)制，通過促進(jìn)生物合成過程中的蛋白質(zhì)組裝，但也可能促進(jìn)與疾病相關(guān)的潛在有害錯(cuò)誤折疊事件，這表明核糖體在促進(jìn)蛋白質(zhì)折疊方面對生命至關(guān)重要，但也可能參與疾病。
倫敦大學(xué)學(xué)院結(jié)構(gòu)與分子生物學(xué)教授John Christodoulou說：“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)核糖體在蛋白質(zhì)折疊和錯(cuò)誤折疊過程中比以前認(rèn)為的更重要，這表明未來對這一生命重要組成部分的研究應(yīng)該納入核糖體的作用。大多數(shù)蛋白質(zhì)只能在核糖體上的生物合成過程中折疊成活性形式，因此了解這一過程，特別是形成的共翻譯中間體的新結(jié)構(gòu)對于了解疾病非常重要。由于一些蛋白質(zhì)與癌癥等疾病有關(guān)，我們希望繼續(xù)我們的研究，看看這些關(guān)于核糖體蛋白質(zhì)折疊的新見解是否可以為新的治療途徑提供信息。”
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-8/20240808073149074.htm） | 
