中科院揭示核糖體在蛋白翻譯過程中移位的分子機理

　　國際分子生物學重要雜志《Nature Structural & Molecular Biology》在線發表了中國科學院生物物理所秦燕等人的最新研究成果。這篇題為“EF-G catalyzes tRNA translocation by disrupting interactions between decoding center and codon–anticodon duplex”揭示了核糖體在蛋白翻譯過程中移位的分子機理。

　　眾所周知，核糖體是蛋白質的翻譯工廠，在翻譯過程中，核糖體沿著信使核糖核酸（mRNA）不斷移動，從而完成蛋白質的生產。核糖體如何移動是各國核糖體專家的研究熱門。秦燕研究組的研究人員通過篩選Escherichia coli EF-G突變體，獲得了能夠抑制核糖體在A/P和P/E位點與tRNA結合的突變體。通過分析一系列突變體，秦燕等人發現核糖體的催化因子EF-G通過深入核糖體的解碼中心，在這一過程中EF-G破壞并替代密碼子-反密碼子雙螺旋與解碼中心的相互作用，從而催化核糖體移動（如下圖）。

　　在這個過程中，EF-G結構域IV中的兩個高度保守環I、II干擾翻譯中心和tRNA2–mRNA二聚體的氫鍵形成并直接導致其向核糖體中30S亞基移動，從而完成核糖體移動這一過程。

　　此次的成果是在研究思路和實驗技術上獲得的重要突破。該成果不僅是針對EF-G研究的重大突破，同時對于理解核糖體在生命過程中發揮的重要作用提供了分子基礎，對于人類進一步認識生命過程具有重要的指導意義。同時，從應用前景來看，依據得到的EF-G催化機理，研究人員可以對原核生物的翻譯過程進行人工干預，進而為新型抗生素的研發提供理論基礎。