分子伴侶在蛋白質合成中發揮關鍵作用
日期:2011-01-13 10:48:56
過去年輕的未婚女子出入社交場所通常會有年長的女伴(chaperone)陪同,以監督并防止女孩們與年輕男孩隨意的約會。生物學家將“chaperone”一詞延伸到細胞生物學中,從而用“分子伴侶”來專門指代阻止蛋白質發生錯誤接觸的一類蛋白。尤其是在蛋白質的合成過程中,蛋白質間一旦發生錯誤的接觸則可導致非常嚴重的后果。過去的研究證實在核糖體的子單位后面有一條重要的隧道(tunnel),這條隧道是核糖體工廠“裝配線”的主要出口,在更多的氨基酸被加上去后,它將多肽鏈不斷地送出。
近日由德國弗萊堡大學生物化學家Sabine Rospert教授領導的一個科研小組在一項新研究中集中研究了核糖體隧道末端的分子伴侶影響新合成蛋白質命運以及它們在時間和空間上協調發揮功能的機制。研究論文發表在本月的《自然》(Nature)雜志上。
早在2005年該研究小組就在人類核糖體隧道中發現了分子伴侶ZRF1,并證實ZRF1具有與影響染色質結構的蛋白質相同的結構特征。染色質是細胞核中最重要的結構物質,其主要由DNA、組蛋白和非組蛋白及少量RNA組成。染色質的DNA鏈中包含著核糖體生成氨基酸鏈所必需的遺傳信息。DNA鏈中的基因片段通過轉錄將遺傳信息傳遞至RNA,進而RNA離開細胞核到達細胞質中的核糖體指導合成特定的蛋白質。
此項研究工作是由德國弗萊堡大學Sabine Rospert課題小組與西班牙巴塞羅那基因組研究中心生物學家Luciano Di Croce博士領導的研究小組共同協作完成。在新研究中研究人員針對ZRF1獨特的結構特征及其作用機制進行了研究。Di Croche將研究焦點集中到影響染色質結構的蛋白質復合物上,并生成了相關的轉錄物。進而科學家們在一系列的實驗中證實ZRF1通過對染色質中的一種組蛋白進行可逆性修飾,從而確保在有限的時間內生成特異的轉錄物。此外研究人員還證實分子伴侶ZRF1在轉錄及翻譯過程中在不同的位置及時間點發揮著雙重功能。
新研究發現推動研究人員更深入地了解了染色質和核糖體中ZRF1的功能機制,并為揭示轉錄與翻譯過程中調控機制的聯系提供了重要的初步數據。