肌體通過各種精巧的機(jī)制控制蛋白表達(dá)的時(shí)間和多少,，幾年前發(fā)現(xiàn)的riboswitch(一些信使RNA內(nèi)的調(diào)控元素）就是其中一種,。Riboswitch的功能好像“按鈕”,，被按后會阻止目的蛋白的表達(dá),。如果能夠找到一種與病原體Riboswitch相結(jié)合的藥物,，就可以抑制細(xì)菌和真菌中重要蛋白的表達(dá),，因此說Riboswitch不失為一種潛在的抗生素靶標(biāo),。
最近,，波恩大學(xué)生命和醫(yī)學(xué)科學(xué)中心研究人員在Riboswitch的研究中又取得了重大突破。由Michael Famulok率領(lǐng)的研究小組得到一種發(fā)卡狀RNA分子（hairpin-shaped RNA）,，可以區(qū)分riboswitch的開啟和關(guān)閉狀態(tài),。
表達(dá)目的蛋白，細(xì)胞首先產(chǎn)生編碼蛋白的DNA和mRNA,，然后通過核糖體閱讀mRNA合成蛋白,。有些蛋白在其含量充足的時(shí)候，可以激活一種“開關(guān)”抑制自我合成,。這是因?yàn)閙RNA不僅包含編碼蛋白的遺傳物質(zhì),，而且包含具有調(diào)控功能的元件。蛋白或與蛋白緊密相關(guān)的代謝物,，與mRNA上的riboswitch結(jié)合并改變r(jià)iboswitch的空間結(jié)構(gòu),，阻止核糖體繼續(xù)讀取編碼蛋白的mRNA片段。比如,，當(dāng)焦磷酸硫胺素（thiamine pyrophosphate,，TPP）與大腸桿菌的thiM riboswitch結(jié)合后，核糖體識別的mRNA片段（TPP的“閱讀”起點(diǎn)）被掩蓋起來,。
Michael Famulok及其同事尋找一種可以區(qū)分riboswitch開啟和關(guān)閉狀態(tài)的探針,。Aptamers（核酸適體）是已知的可以區(qū)分蛋白不同狀態(tài)的小RNA，與抗生素類似,，采用特異的空間結(jié)構(gòu),，選擇性地綁定靶標(biāo)蛋白分子。那么,，為什么就不能綁定riboswitch呢,？從建庫開始，經(jīng)過若干步驟后,，產(chǎn)生大量隨機(jī)的RNA序列,。研究人員從中選擇兩種小hairpin-shaped核酸適體，能夠與處于“開啟”狀態(tài)的riboswitch牢固,、特異結(jié)合,。結(jié)果顯示,，兩種hairpin結(jié)合的區(qū)域不同：一種結(jié)合在TPP綁定位點(diǎn)，一種結(jié)合在負(fù)責(zé)riboswitch結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的區(qū)域,。當(dāng)riboswitch向關(guān)閉形式轉(zhuǎn)變時(shí),，兩種hairpin會發(fā)生擁擠。
Famulok等希望利用這些核酸適體更好地研究riboswitch的功能,，為將來研制全新的阻斷細(xì)菌thiM riboswitch（比如TPP）的抗菌劑提供參考,。
Author: Michael Famulok, Universit鋞 Bonn (Germany), http://famulok.chemie.uni-bonn.de/members/group.html Title: RNA Ligands That Distinguish Metabolite-Induced Conformations in the TPP Riboswitch Angewandte Chemie International Edition, doi: 10.1002/anie.200603166
