來自佛羅里達(dá)大學(xué)斯克里普斯研究所的科學(xué)家們確定了成功生成細(xì)胞的基本工作單位——蛋白質(zhì)的一系列復(fù)雜的生化步驟。相關(guān)論文發(fā)布在7月6日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

該研究闡明了活細(xì)胞內(nèi)大型復(fù)雜蛋白質(zhì)生產(chǎn)機(jī)器核糖體的組裝。核糖體是許多商業(yè)用抗生素的靶點(diǎn)，由于核糖體組裝和功能對(duì)于細(xì)胞生長極其重要因而代表了一個(gè)有希望的研究領(lǐng)域。核糖體組裝缺陷與癌癥之間關(guān)聯(lián)的確定使得這一信號(hào)成為了抗癌藥物治療的一個(gè)潛在新靶點(diǎn)。

該研究的領(lǐng)導(dǎo)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(xì)胞器，存在一些過程確保一切正常運(yùn)作是有道理的。我們證實(shí)核糖體亞基存在那樣一種質(zhì)量控制功能，其利用這一系統(tǒng)做測(cè)試運(yùn)行，但不生成蛋白質(zhì)。如果亞基沒有通過，就會(huì)有一些機(jī)制放棄它們。”

蛋白質(zhì)生產(chǎn)線

“翻譯”作為蛋白質(zhì)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(zhì)——氨基酸鏈的過程。

為了生成成熟、功能性核糖體RNA（rRNAs），機(jī)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(xì)胞中，這一過程按兩個(gè)階段完成：第一階段發(fā)生在細(xì)胞核中，最后進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中發(fā)生蛋白質(zhì)翻譯。

在細(xì)胞質(zhì)中，這些預(yù)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(dǎo)致它們快速降解或生成錯(cuò)誤組裝的蛋白質(zhì)，兩者均可能導(dǎo)致細(xì)胞致命的后果。

試運(yùn)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(jī)制，它們的存在卻提出了另一個(gè)重要的問題。Karbstein說將無活性的組裝中間體轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒旌颂求w是否需要檢查點(diǎn)來確保亞基具有功能？

在這項(xiàng)研究中，Karbstein和她的同事們證明在這翻譯樣循環(huán)過程中新生的核糖體亞基最初與它先前存在的互補(bǔ)亞基借助單個(gè)翻譯因子形成了一個(gè)大得多的復(fù)合物。

這個(gè)大型核糖體復(fù)合物不包含mRNA，它被組裝因子阻斷了，因此不能生成蛋白質(zhì)。一旦較小核糖體亞基的重要功能被檢查和獲得認(rèn)可，另一個(gè)翻譯因子會(huì)分解復(fù)合物，真正的蛋白質(zhì)生產(chǎn)就發(fā)生了。

Karbstei 說：“重要的是測(cè)試循環(huán)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。”

有趣的是，該研究指出大部分參與這一翻譯樣測(cè)試循環(huán)的組裝因子保守存在于從單細(xì)胞生物到人類的生物中，表明這一進(jìn)化機(jī)制是共同所有的。