來自清華大學(xué)的研究人員在新研究中，揭示出了共翻譯分子伴侶——核糖體相關(guān)復(fù)合物(ribosome-associated complex,RAC)與真核生物核糖體相互作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，研究結(jié)果發(fā)表在11月2日的《自然結(jié)構(gòu)與分子生物學(xué)》（Nature Structural & Molecular Biology）雜志上。

清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的雷建林（Jianlin Lei）教授和高寧（Ning Gao）副教授是這篇論文的共同通訊作者。前者的主要研究方向?yàn)榛谌S重構(gòu)的高通量自動(dòng)化電子顯微術(shù)，及運(yùn)用冷凍電鏡技術(shù)進(jìn)行生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的研究。后者的研究興趣是運(yùn)用冷凍電鏡三維重構(gòu)技術(shù)和生物化學(xué)及分子生物學(xué)手段進(jìn)行生物大分子復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能研究。

分子伴侶（chaperon）是細(xì)胞內(nèi)一類保守性蛋白質(zhì)，廣泛分布于原核及真核細(xì)胞中?？勺R(shí)別肽鏈的非天然構(gòu)象并與之結(jié)合，其作用是幫助多肽鏈在體內(nèi)折疊、組裝、轉(zhuǎn)運(yùn)或卸裝、解折疊、降解等。完成功能后與之分離，不構(gòu)成這些蛋白質(zhì)執(zhí)行功能時(shí)的組分。分子伴侶可逆性地識(shí)別結(jié)合新生肽鏈，可阻止錯(cuò)誤無效的折疊，促進(jìn)正確有效折疊，從而提高蛋白質(zhì)合成效率。分子伴侶也可與錯(cuò)誤聚集的肽段結(jié)合，使之解聚后，再誘導(dǎo)其正確折疊。

細(xì)胞內(nèi)分子伴侶可分為兩大類，一類為核糖體結(jié)合性分子伴侶，包括觸發(fā)因子和新生鏈相關(guān)復(fù)合物；另一類為非核糖體結(jié)合性分子伴侶，包括熱激蛋白、伴侶蛋白等。近年來越來越多的證據(jù)表明，核糖體結(jié)合性分子伴侶在調(diào)控蛋白質(zhì)翻譯中發(fā)揮了積極的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中由HSP70L1與MPP11組成的RAC可結(jié)合新生肽促進(jìn)其正確折疊、從核糖體肽合成通道轉(zhuǎn)運(yùn)出來、避免肽鏈后退影響肽鏈的延伸，同時(shí)可以清除聚集在核糖體中的蛋白質(zhì)。

在這篇新文章中，研究人員從釀酒酵母處獲得RAC并確定了它的結(jié)構(gòu)特征。他們證實(shí)，RAC通過一個(gè)長(zhǎng)α-螺旋（α-helix）與兩個(gè)核糖體亞基交聯(lián)，限制了作為肽鏈延伸必要條件的亞基間旋轉(zhuǎn)（intersubunit rotation）。研究人員進(jìn)一步證實(shí)這一中央α-螺旋的連續(xù)性、長(zhǎng)度或剛度發(fā)生任何的改變都會(huì)損害體內(nèi)RAC的功能。

新研究揭示出了RAC通過將肽鏈折疊與肽延伸循環(huán)連接到一起，直接調(diào)控蛋白質(zhì)翻譯的一個(gè)新機(jī)制，從而為進(jìn)一步探索RAC在翻譯控制中所起的調(diào)控作用奠定了基礎(chǔ)。