科學家發現線粒體中的蛋白質質控途徑

2020-12-03 科學網

科學家發現線粒體中的蛋白質質控途徑

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/11/27 14:50:50

英國MRC分子生物學實驗室V. Ramakrishnan課題組發現，延伸停滯會激活線粒體核糖體相關的質量控制通路。相關論文發表在2020年11月27日出版的《科學》雜誌上。

據研究人員介紹，線粒體是雙膜細胞器，在代謝和5'-三磷酸腺苷的產生中起重要作用。它們保留了其細菌祖先的許多特徵，包括自己的基因組和核糖體（線粒體核糖體）。人類線粒體包含39S大亞基（LSU）和28S小亞基（SSU），併合成由線粒體DNA編碼的13種線粒體內膜蛋白。這些蛋白通過Oxa1L轉位酶插入線粒體內膜，並與核編碼的組分組裝成氧化磷酸化複合物。關於線粒體中核糖體相關質量控制（RQC）的機制知之甚少，如果存在，它們是否會與細菌和真核細胞胞質中的作用有所不同？

研究人員發現了線粒體相關的質控途徑，該途徑對延伸過程中的中斷產生響應，並且研究人員解析了在核糖體恢復過程中線粒體大亞基的結構，其解析度為3.1至3.3埃。釋放因子同源物C12orf65（mtRF-R）和RNA結合蛋白C6orf203（MTRES1）分別從停滯的核糖體中產生新生鏈和轉運RNA（tRNA）。線粒體核糖體生物合成因子被招募到這些質量控制中間體，這表明在線粒體恢復過程中這些因子的其他作用。研究人員還報導了與tRNA、新生多肽、鳥苷三磷酸酶延長因子mtEF-Tu和mtEF-G1以及Oxa1L轉位酶結合的延伸線粒體核糖體的冷凍電鏡結構（解析度為3.7至4.4埃）。

附：英文原文

Title: Elongational stalling activates mitoribosome-associated quality control

Author: Nirupa Desai, Hanting Yang, Viswanathan Chandrasekaran, Razina Kazi, Michal Minczuk, V. Ramakrishnan

Issue&Volume: 2020/11/27

Abstract: The human mitochondrial ribosome (mitoribosome) and associated proteins regulate the synthesis of 13 essential subunits of the oxidative phosphorylation complexes. We report the discovery of a mitoribosome-associated quality control pathway that responds to interruptions during elongation, and we present structures at 3.1- to 3.3-angstrom resolution of mitoribosomal large subunits trapped during ribosome rescue. Release factor homolog C12orf65 (mtRF-R) and RNA binding protein C6orf203 (MTRES1) eject the nascent chain and peptidyl transfer RNA (tRNA), respectively, from stalled ribosomes. Recruitment of mitoribosome biogenesis factors to these quality control intermediates suggests additional roles for these factors during mitoribosome rescue. We also report related cryo–electron microscopy structures (3.7 to 4.4 angstrom resolution) of elongating mitoribosomes bound to tRNAs, nascent polypeptides, the guanosine triphosphatase elongation factors mtEF-Tu and mtEF-G1, and the Oxa1L translocase.

DOI: 10.1126/science.abc7782

Source: https://science.sciencemag.org/content/370/6520/1105

Science：《科學》，創刊於1880年。隸屬於美國科學促進會，最新IF：41.037

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