Cell新文章：蛋白質的生產線
日期：2012-07-06 08:14:44
來自佛羅里達大學斯克里普斯研究所的科學家們確定了成功生成細胞的基本工作單位——蛋白質的一系列復雜的生化步驟。相關論文發布在7月6日的《細胞》（Cell）雜志上。
該研究闡明了活細胞內大型復雜蛋白質生產機器核糖體的組裝。核糖體是許多商業用抗生素的靶點，由于核糖體組裝和功能對于細胞生長極其重要因而代表了一個有希望的研究領域。核糖體組裝缺陷與癌癥之間關聯的確定使得這一信號成為了抗癌藥物治療的一個潛在新靶點。
該研究的領導者、斯克里普斯研究所副教授Katrin Karbstein 說：“有如核糖體一樣重要的細胞器，存在一些過程確保一切正常運作是有道理的。我們證實核糖體亞基存在那樣一種質量控制功能，其利用這一系統做測試運行，但不生成蛋白質。如果亞基沒有通過，就會有一些機制放棄它們。”
蛋白質生產線
“翻譯”作為蛋白質生成過程的一部分，就是核糖體將信使RNA（mRNA）中攜帶的信息解碼生成蛋白質——氨基酸鏈的過程。
為了生成成熟、功能性核糖體RNA（rRNAs），機體首先生成了rRNAs前體，rRNAs前體隨后可被加工成成熟的rRNAs。在人類細胞中，這一過程按兩個階段完成：第一階段發生在細胞核中，最后進入到細胞質中發生蛋白質翻譯。
在細胞質中，這些預成熟（pre-mature）核糖體亞基遭遇大量的成熟亞基、mRNA和許多組裝因子以及翻譯因子幫助完成這一過程。
在最后的成熟過程中，各種組裝因子防止翻譯過程過早作用于亞基，導致它們快速降解或生成錯誤組裝的蛋白質，兩者均可能導致細胞致命的后果。
試運行
盡管這些組裝因子的作用可以解釋成熟翻譯被阻斷的機制，它們的存在卻提出了另一個重要的問題。Karbstein說將無活性的組裝中間體轉變為成熟核糖體是否需要檢查點來確保亞基具有功能？
在這項研究中，Karbstein和她的同事們證明在這翻譯樣循環過程中新生的核糖體亞基最初與它先前存在的互補亞基借助單個翻譯因子形成了一個大得多的復合物。
這個大型核糖體復合物不包含mRNA，它被組裝因子阻斷了，因此不能生成蛋白質。一旦較小核糖體亞基的重要功能被檢查和獲得認可，另一個翻譯因子會分解復合物，真正的蛋白質生產就發生了。
Karbstei 說：“重要的是測試循環包括參與正常翻譯的相同的翻譯因子。這是一種極好和有效的方式生成完美的核糖體?！?SPAN lang=EN-US>
有趣的是，該研究指出大部分參與這一翻譯樣測試循環的組裝因子保守存在于從單細胞生物到人類的生物中，表明這一進化機制是共同所有的。
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