“翻譯”過程參與決定蛋白質(zhì)結構
日期：2014-06-04 08:54:35
生命科學的研究可以分為三個層次：第一層次是從基因組角度說，它是生命的遺傳基礎；第二層次是蛋白質(zhì)科學，蛋白質(zhì)只有折疊成一定三維結構，才能產(chǎn)生重要的生命功能，換句話說，特定的三維結構才能決定特定的功能；第三個層次就是系統(tǒng)生物學，它是從整體上系統(tǒng)地研究生命現(xiàn)象。
大多數(shù)蛋白質(zhì)為了達到具有生物活性狀態(tài)必須折疊成三維結構。早在1957年，美國生物化學家Anfinsen就提出一個生物化學的基本原理——蛋白質(zhì)的一級結構決定高級結構。但新研究表明，一條多肽鏈在細胞中的合成速率可以影響多肽鏈在兩個可選擇的折疊結構中選擇哪一種折疊結構。
近日，美國圣母大學Patricia Clark等在《美國化學會志》撰文指出，核糖體合成蛋白質(zhì)的速度（翻譯速率）也會影響蛋白質(zhì)最終的結構。研究人員構建了一個簡單但整潔的模型蛋白，這個蛋白包括通過柔性鏈而連接的三個半域（YKB）。這種蛋白質(zhì)可以折疊成兩個相互排斥的結構：要么是黃色和黑色半域相互作用和折疊在一起形成YK-B交互，或黑色和藍色半域配對形成Y-KB。YK-B會發(fā)出熒光黃而Y-KB會發(fā)出熒光藍的結構，因此系統(tǒng)的熒光可以被用來監(jiān)視在體內(nèi)產(chǎn)生的2種不同折疊結構的相對量。
當變性YKB蛋白在體外被允許重新折疊，可以觀察到一個黃——藍色等量的熒光：對應于YK-B和Y-KB的等摩爾量，顯示出藍半結構域和黃色半結構域同等競爭中間的黑半結構域。但當在大腸桿菌細胞中表達該蛋白質(zhì)時，產(chǎn)生更多的黃色熒光表明，體內(nèi)蛋白更傾向于Y-KB結構而非YK-B結構。這是由于N-末端（黃色）半結構域首先合成并因此有更多的時間與中間半結構域相互作用。
研究還表明，利用同義密碼子的不同翻譯率，在特定區(qū)域改變RNA局部的翻譯速率可以調(diào)整YKB的折疊，并放大優(yōu)先選擇YK-B結構。
