近日法國歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室（EMBL）的科學(xué)家首次確定了在新合成蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)揮重要作用的一個“核糖體-蛋白質(zhì)”復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果發(fā)表在近期的 Nature Structural and Molecular Biology 雜志上,。
就如同溺愛子女的父母總是會在第一天親自護(hù)送孩子上學(xué)一樣,，細(xì)胞內(nèi)的新合成蛋白往往也需要一些推動作用才能轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外。近日法國歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們對這一“交接”過程進(jìn)行了成像分析,，并確定了參與攜帶新合成蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞的一個重要的核糖體-蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。新研究發(fā)現(xiàn)將推動科學(xué)家們更深入地了解某些由于錯誤的蛋白質(zhì)定位導(dǎo)致其在細(xì)胞內(nèi)有害積聚所致疾病例如囊性纖維病和帕金森氏病的發(fā)病機(jī)制,。
在大多數(shù)生物體中細(xì)胞內(nèi)合成的泌蛋白和膜蛋白通常需要借助特異的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制到達(dá)細(xì)胞內(nèi)外特定的區(qū)域才能發(fā)揮其重要的功能,。分泌蛋白是那些最終要離開細(xì)胞的蛋白，例如抗體,。膜蛋白是插入到細(xì)胞膜的蛋白,，例如信號受體。在蛋白定位及轉(zhuǎn)運(yùn)過程中有一個特殊的分子復(fù)合物起著極其重要的作用,。它是由活躍的核糖體（細(xì)胞內(nèi)的蛋白合成機(jī)器）與信號識別顆粒（SRP）以及其相應(yīng)的受體組成的特殊復(fù)合體,。在新研究中歐洲分子生物實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們第一次針對這一特殊的分子復(fù)合體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)成像分析。“SRP受體在蛋白質(zhì)的合成和釋放中起著重要作用,，”研究的負(fù)責(zé)人Christiane Schaffitzel說：“在新研究中我們第一次在分子水平上觀察到蛋白質(zhì)釋放的過程及機(jī)制,。”
在新研究中Schaffitzel小組的研究人員對蛋白質(zhì)合成、定位及轉(zhuǎn)運(yùn)的整個過程進(jìn)行了結(jié)構(gòu)成像分析,。在研究伊始研究人員就面對著一個重大的挑戰(zhàn)：由于化學(xué)不穩(wěn)定性,，SRP與其受體的結(jié)合時間通常非常短暫。為了克服這一困難研究人員利用遺傳工程技術(shù)對SRP受體進(jìn)行了改造,，確保其能夠更穩(wěn)定地與SRP結(jié)合,，然后再導(dǎo)入核糖體，進(jìn)而研究人員利用冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）對生成的復(fù)合物進(jìn)行觀察,。
利用冷凍電子顯微鏡的高性能研究人員首先獲得了生理?xiàng)l件下的復(fù)合物結(jié)構(gòu)圖形,，進(jìn)而結(jié)合高分辨的X射線晶體學(xué)試驗(yàn)和生物化學(xué)研究研究人員進(jìn)一步追蹤了蛋白質(zhì)的尋靶過程。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Nature Structural & Molecular Biology doi:10.1038/nsmb.1952
Cryo-EM structure of the E. coli translating ribosome in complex with SRP and its receptor
Leandro F Estrozi,Daniel Boehringer,Shu-ou Shan,Nenad Ban& Christiane Schaffitzel
We report the 'early' conformation of the Escherichia coli signal recognition particle (SRP) and its receptor FtsY bound to the translating ribosome, as determined by cryo-EM. FtsY binds to the tetraloop of the SRP RNA, whereas the NG domains of the SRP protein and FtsY interact weakly in this conformation. Our results suggest that optimal positioning of the SRP RNA tetraloop and the Ffh NG domain leads to FtsY recruitment.
