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核糖体是负责细胞中蛋白质合成的细胞器

2019-05-06 09:48:22 • 来源：

核糖体是负责细胞中蛋白质合成的细胞器。LMU研究人员现在已经解剖了他们装配的早期步骤，并可视化他们的RNA组件如何正确折叠并在不断增长的结构中找到它们的位置。

核糖体是负责细胞中蛋白质合成的细胞器

在活跃生长的细胞中，必须以大量不同的量合成多种蛋白质。为了满足这些需求，细胞的蛋白质工厂 - 核糖体 - 由蛋白质和几种RNA组成，它们本身必须构建得相当多。生长中的酵母细胞每小时产生100,000个核糖体，每个核糖体由大约80个核糖体蛋白和4个核糖体RNA(rRNA)组成，分布在两个功能上相互作用的不同亚基之间。此外，核糖体组装需要大约200种其他蛋白质的干预，这些蛋白质作为生物发生因子，不是最终结构的一部分。这些因素协调了核糖体的构建并指导rRNA的顺序折叠，这为核糖体蛋白的插入提供了合适的结合位点。由Roland Beckmann教授领导的LMU研究人员与海德堡大学教授Ed Hurt教授合作，现在首次以三维细节确定了大亚基组装的早期步骤如何在酵母细胞中发生。研究结果发表在领先的期刊Cell上。

核糖体组装开始于细胞核的特定区域，称为核仁，其中三种rRNA以大前体分子的形式转录。对每个分子进行酶处理以产生在成品核糖体中发现的成熟区段。其中两种，在酵母中命名为25S和5.8S，并入大亚基中。组装过程的后续步骤在通过核膜孔隙输出仍然不完整的核糖体进行细胞质最终成熟之前，核质体发生在核质中。“这个多阶段过程反映了整个手术的极其复杂的性质，”该研究的第一作者Lukas Kater说。 。为了阐明25S rRNA是如何折叠的，研究小组从核仁中纯化了5个核糖核蛋白复合物，并通过低温电子显微镜确定了它们的结构。这些复合物中的每一种都与不同组的生物发生因子相关联，并且代表组装过程中的不连续阶段。“

事实证明，25S前体RNA实际上从两端开始折叠，而不是在线性分子中折叠结构域组织的序列中。域I和II首先折叠，然后是分子另一端的域VI。然后III，IV和V按顺序进行。“这样可以产生一种'外骨骼'，用于后来成为催化中心(每个蛋白质的氨基酸亚基以正确的顺序连接在一起)和出口通道，通过它可以生长蛋白质Beckmann解释说，链从核糖体中出现。他和他的同事们现在计划在装配过程中研究更多的中间体，以获得核中发生的核糖体构建阶段的更详细图片。

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