蛋白質(zhì)合成的最高精度

來(lái)自海德堡大學(xué)分子生物學(xué)中心(ZMBH)和德國(guó)癌癥研究中心(DKFZ)的研究人員研究了分子伴侶對(duì)蛋白質(zhì)合成至關(guān)重要的作用模式。他們與來(lái)自科隆大學(xué)和賓夕法尼亞州立大學(xué)(美國(guó))的同事一起證明了蛋白質(zhì)合成的速度與Ssb伴侶的功能有關(guān)?？刂坪铣伤俣鹊男畔⒋鎯?chǔ)在細(xì)胞的遺傳密碼中，從而確保合成功能蛋白的最大效率和精確度。他們的研究結(jié)果發(fā)表在Cell上。

每個(gè)細(xì)胞含有數(shù)千種不同的蛋白質(zhì)，每種蛋白質(zhì)在生物體中具有特定的功能。它們合成的藍(lán)圖存儲(chǔ)在基因中。細(xì)胞中的大分子機(jī)器，核糖體，讀取信息并用它來(lái)合成長(zhǎng)氨基酸鏈。然后，這些所謂的多肽需要“折疊”成三維結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生功能性蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)合成非常復(fù)雜并且容易出錯(cuò)，因此稱(chēng)為分子伴侶的分子折疊助手會(huì)監(jiān)視并指導(dǎo)這一重要過(guò)程。

一些伴侶蛋白直接結(jié)合核糖體以幫助在多肽合成期間折疊。到目前為止，幾乎沒(méi)有人知道這些與核糖體相關(guān)的分子伴侶如何識(shí)別正在生長(zhǎng)的蛋白質(zhì)并幫助折疊過(guò)程，究竟哪些蛋白質(zhì)與分子伴侶接觸，以及蛋白質(zhì)合成的速度是否適應(yīng)折疊的功能幫手。

由ZMBH和DKFZ研究人員Bernd Bukau博士和GünterKramer博士領(lǐng)導(dǎo)的德美團(tuán)隊(duì)使用酵母Hsp70熱休克蛋白作為模型研究了這些問(wèn)題。他們的研究主要集中在分子伴侶Ssb上，這是無(wú)處不在的Hsp家族中唯一與核糖體直接接觸的成員，并且在此過(guò)程中很早就參與了蛋白質(zhì)合成。在他們的實(shí)驗(yàn)中，研究人員從根本上獲得了新合成蛋白折疊的新見(jiàn)解。

核糖體相關(guān)的Ssb Hsp70伴侶結(jié)合約70%的新形成的細(xì)胞蛋白質(zhì)，包括許多必須在折疊前首先轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞的另一區(qū)域。除了作為折疊助手的功能外，Ssb還在細(xì)胞蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)中具有額外的意外作用。

通過(guò)結(jié)合富含帶正電荷和非極性氨基酸的序列段，分子伴侶識(shí)別其生長(zhǎng)的蛋白質(zhì)底物。這些識(shí)別基序一旦在合成后出現(xiàn)在核糖體的表面上就被結(jié)合。因此，Ssb延遲折疊過(guò)程，直到多肽足夠長(zhǎng)以便以正確的方式折疊。

研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Ssb Hsp70分子伴侶結(jié)合并保護(hù)新出現(xiàn)的多肽時(shí)，核糖體可以提高蛋白質(zhì)合成的速度。他們證明，將合成速度調(diào)整為分子伴侶功能的信息存儲(chǔ)在遺傳密碼中，不受伴侶本身的控制。

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