科學家研究發現核糖體組裝是最後的修整步驟

2020-11-27 網易新聞

2020-11-21 15:05:56 來源: 健康談古論今

舉報

  

  核糖體合成細胞中的所有蛋白質。主要對酵母進行的研究揭示了核糖體是如何結合在一起的,但慕尼黑大學的路德維希-馬克西米利亞大學(LMU)現在報告說,人類細胞中的核糖體組裝需要在簡單的模型生物體中沒有相應的因素。

  在每一個細胞中,成千上萬的複雜的分子機器--核糖體--製造新的蛋白質,以每秒幾個胺基酸的速度延伸每個生長鏈。因此,毫不奇怪,這些重要蛋白質工廠的建設本身就是一個高度複雜的操作,其中包括200多個瞬時裝配因子。成熟核糖體由大約80個蛋白質和4個核糖體RNA組成。但是,這些成分是如何按照正確的順序組裝成功能性核糖體的,目前還不完全清楚。此外,我們對這一過程的大部分知識來自於對細菌和酵母等模型生物體進行的研究,不一定適用於高等生物體的細胞。由羅蘭德·貝克曼教授(基因中心,慕尼黑LMU)領導的研究人員現在發現了人類細胞核糖體成熟的關鍵步驟的新細節。

  活性核糖體由兩個單獨組裝的粒子組成,它們大小不同,只有在蛋白質合成的第一步發生在較小的(在人類細胞中是『40年代亞基』)後才相互作用。貝克曼的團隊已經利用冷凍電子顯微鏡來確定從人類細胞中分離出來的40年代亞基的幾個前體的結構,並遵循其成熟的過程。麥可·阿梅斯邁爾說:「這項研究是從一個早期的項目中進行的,在這個項目中,我們獲得了對這個過程的初步了解。」他是貝克曼團隊的一名博士生,也是新報告的主要作者,該報告涉及小單元組裝的最後步驟。

  在這個過程的晚期,核糖體RNA的一端與小顆粒從未成熟亞單位的體內突出。18S亞基成熟的最後一步是去除這個現在多餘的部分。為了確保這種反應不會過早發生,負責的酶--NOB 1--會保持在不活躍狀態,直到需要時為止。這項新的研究表明,NOB 1的激活之前有構象變化,導致結合夥伴與酶分離。這反過來觸發了NOB 1本身的結構重排,使酶能夠切斷突出的rRNA片段。「NOB 1的激活是由另一種酶協調的,」Ameismeier解釋說。我們發現了一種蛋白質--酵母中沒有發現--後一種酶像楔形物插入成熟的40年代亞基,這有助於NOB 1的決定性構象變化。「

  作者還表明,在酵母中未發現的另一種蛋白質在40年代亞基的成熟過程中起著神秘的作用。貝克曼說:「這證明了將人類系統與其他實驗模型分開考慮的重要性。」使用進化上更簡單的酵母系統足以基本理解這一過程。但是某些病理症候群與人類核糖體生物發生的錯誤有關,這為研究人類細胞系統的核糖體組裝提供了一個明顯的理論基礎。

特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺「網易號」用戶上傳並發布,本平臺僅提供信息存儲服務。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相關焦點

  • 核糖體組裝——人類特異的修整步驟
    因此,毫不奇怪,這些至關重要的蛋白質工廠的建設本身就是一個高度複雜的操作,其中有200多個組裝因子瞬時參與其中。成熟核糖體由大約80種蛋白質和4種核糖體RNA組成。但是這些成分是如何以正確的順序組裝成功能性核糖體的,目前還不完全清楚。此外,我們對這一過程的大部分知識來自於對細菌和酵母等模型生物進行的研究,不一定適用於高等生物的細胞。
  • 研究解析核糖體組裝的動態過程
    核糖體是所有生物用來合成蛋白質的分子機器,是生命的基本元件。核糖體包括大亞基和小亞基,兩個亞基都是由核糖體RNA和大量蛋白質構成的大型複合物。在真核細胞中,核糖體的組裝是一個高度複雜、動態的過程,兩個亞基在成熟過程中會結合大量的組裝因子,形成一系列核糖體前體複合物。
  • Cell:可視化觀察核仁中的核糖體大亞基組裝過程
    2018年1月12日/生物谷BIOON/---核糖體是負責細胞中蛋白合成的細胞器。如今,在一項新的研究中,來自德國慕尼黑大學(LMU)等研究機構的研究人員分析了核糖體組裝中的早期步驟,並且可視化觀察它們的RNA組分如何正確摺疊並找到它們在這種生長結構中的位置。
  • Nature:科學家闡明細胞核糖體的特殊組裝模式
    2018年3月21日 訊 /生物谷BIOON/ --對機體生命非常必要的所有蛋白質都是由巨大的「分子機器」—核糖體所製造的,反之,核糖體也是由蛋白質和核糖體核糖核酸(ribosomal RNAs)以完美地方式縫合在一起的。
  • Science:線粒體核糖體組裝機制
    ,發現大鼠捉迷藏行為與神經活動之間的關係。Science, 2019,DOI: 10.1126/science.aax47053、Science:線粒體核糖體組裝機制近日、來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院的Nenad Ban以及伯尼爾大學的André Schneider等研究人員
  • 人類40S核糖體成熟最終步驟的結構基礎獲解析
    人類40S核糖體成熟最終步驟的結構基礎獲解析 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/22 23:47:51 德國慕尼黑大學Roland Beckmann研究組報導人類40S核糖體成熟最終步驟的結構基礎。
  • 科研人員解析核糖體組裝的動態過程
    核糖體是所有生物用來合成蛋白質的分子機器,是生命的基本元件。核糖體包括大亞基和小亞基,兩個亞基都是由核糖體RNA和大量蛋白質構成的大型複合物。在真核細胞中,核糖體的組裝是一個高度複雜、動態的過程,兩個亞基在成熟過程中會結合大量的組裝因子,形成一系列核糖體前體複合物。小亞基在成熟過程中形成兩種主要的前體:位於細胞核仁區的早期前體和位於細胞質的晚期前體。
  • 科研人員解析核糖體組裝的動態過程
    核糖體是所有生物用來合成蛋白質的分子機器,是生命的基本元件。核糖體包括大亞基和小亞基,兩個亞基都是由核糖體RNA和大量蛋白質構成的大型複合物。在真核細胞中,核糖體的組裝是一個高度複雜、動態的過程,兩個亞基在成熟過程中會結合大量的組裝因子,形成一系列核糖體前體複合物。
  • Science:葉克窮課題組解析核糖體組裝的動態過程
    核糖體是所有生物用來合成蛋白質的分子機器,是生命的基本元件。核糖體包括大亞基和小亞基,兩個亞基都是由核糖體RNA和大量蛋白質構成的大型複合物。在真核細胞中,核糖體的組裝是一個高度複雜、動態的過程,兩個亞基在成熟過程中會結合大量的組裝因子,形成一系列核糖體前體複合物。
  • 生物物理所解析核糖體組裝的動態過程
    核糖體是所有生物用來合成蛋白質的分子機器,是生命的基本元件。核糖體包括大亞基和小亞基,兩個亞基都是由核糖體RNA和大量蛋白質構成的大型複合物。在真核細胞中,核糖體的組裝是一個高度複雜、動態的過程,兩個亞基在成熟過程中會結合大量的組裝因子,形成一系列核糖體前體複合物。
  • 清華大學高寧研究組報導酵母核糖體組裝前體的高分辨冷凍電鏡結構
    清華大學高寧研究組報導酵母核糖體組裝前體的高分辨冷凍電鏡結構清華新聞網6月1日電 核糖體是一種廣泛存在於細胞中的分子機器。所有生物,包括微小的細菌直至人類個體,都依賴核糖體對各種各樣的蛋白質進行生物合成。作為一個分子量巨大的複合物,核糖體本身是如何在細胞中由多條RNA鏈及超過70種蛋白分子裝配而成?
  • 清華大學重大成果:酵母核糖體組裝前體的高分辨冷凍電鏡結構
    核糖體是一種廣泛存在於細胞中的分子機器。所有生物,包括微小的細菌直至人類個體,都依賴核糖體對各種各樣的蛋白質進行生物合成。作為一個分子量巨大的複合物,核糖體本身是如何在細胞中由多條RNA鏈及超過70種蛋白分子裝配而成?這一問題已困擾相關領域科學家近30年。
  • 葉克窮團隊首次觀察到並解析核糖體組裝的動態過程
    葉克窮團隊首次觀察到並解析核糖體組裝的動態過程 2020-09-19 08:19 來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客
  • 生物物理所葉克窮課題組Science解析核糖體組裝的動態過程
    核糖體是所有生物用來合成蛋白質的分子機器,是生命的基本元件。核糖體包括大亞基和小亞基,兩個亞基都是由核糖體RNA和大量蛋白質構成的大型複合物。在真核細胞中,核糖體的組裝是一個高度複雜、動態的過程,兩個亞基在成熟過程中會結合大量的組裝因子,形成一系列核糖體前體複合物。小亞基在成熟過程中形成兩種主要的前體:位於細胞核仁區的早期前體和位於細胞質的晚期前體。
  • 生物物理所解析90S核糖體組裝前體的冷凍電鏡結構
    核糖體是由RNA和大量蛋白質構成的大型分子機器,負責地球上所有生物的蛋白質合成。在真核生物中,核糖體組裝是個非常複雜的過程。核糖體在成熟過程中需要和大量的組裝因子暫時結合,形成了一系列核糖體前體複合物。小亞基核糖體在組裝過程中形成兩個主要的中間體:早期的90S和晚期的pre-40S前體。
  • 慕尼黑大學:走向成熟的最後一步
    Ameismeier 在每個細胞中,每秒都有成千上萬的核糖體組裝新蛋白質。這些重要的細胞蛋白質工廠本身的生產是一個極其複雜的過程,其中涉及200多個生物發生因子。由多種蛋白質和幾個核糖體RNA分子組成的核糖體如何組合在一起並摺疊成正確的結構,仍然尚不完全清楚。另外,到目前為止,大多數發現來自模型生物,例如酵母,不能無限制地轉移。
  • Nat Commun:科學家揭示分子伴侶如何保護核糖體蛋白
    在一項新研究中,研究人員了解到了更多關於核糖體分子伴侶如何發揮作用的信息,發現每個分子伴侶都會以獨特的方式與被保護的蛋白結合。研究人員藉助X射線晶體成像技術解析了結合分子伴侶的核糖體蛋白的原子結構。「組裝核糖體的過程有點像做麵包。每一種成分都會有特別適合它們尺寸和形狀的包裝,一直到組裝的時候才會拆開包裹彎曲成需要的形狀。
  • 科學家發現核糖體兼具調控功能
    不過十一月十九日美國國家科學院院刊PNAS上發表了一項驚人發現,為人們帶來了抵抗狂犬病等致命病毒感染的新希望。 細胞需要通過蛋白來執行功能,一般人們認為核糖體只是細胞合成蛋白的分子機器,而翻譯的調控是通過起始因子和RNA結構進行的。
  • 原核核糖體的組裝和翻譯研究取得新進展
    該研究工作發現,細菌核糖體大亞基中23S rRNA的U2552位點甲基化修飾的缺失,既會減緩細胞內核糖體50S大亞基的組裝速度,也會降低核糖體翻譯蛋白質的效率,揭示了RNA甲基化修飾對核糖體生物合成與翻譯功能調控的重要意義。
  • 高寧研究組《自然通訊》報導人源核糖體大亞基前體複合物結構
    臨床研究發現人源的核糖體組裝因子或核糖體蛋白發生突變與一類罕見的遺傳發育疾病(統稱為Ribosomopathy)有直接關係,病人具有不盡相同的臨床表型,但都展現出典型的幼兒發育障礙及較高的血液癌症的罹患率 (Narla and Ebert, 2010)。