生物物理所发现核糖体翻译因子新的调控机制

生物物理所,2012年09月18日

9月10日，核酸领域的重要杂志《核酸研究》(Nucleic Acids Research) 在线发表了中科院生物物理研究所秦燕课题组和龚为民课题组合作的一项最新研究成果，该文章标题为Common chaperone activity in the G-domain of trGTPase protects L11–L12 interaction on the ribosom。此研究工作与该所娄继忠研究员，德国马普学会分子遗传研究所K. H. Nierhaus教授合作完成。

蛋白质合成的所有阶段，即翻译的起始、延长、终止和再循环，都受到核糖体翻译因子 (translational GTPases, trGTPases) 的调控。核糖体上，氨酰-tRNAs的入口处围绕着多个柔性很大的蛋白，包括核糖体蛋白L11和4-6拷贝的L7/L12，它们负责招募翻译因子并调节其活性。翻译因子trGTPases被招募到核糖体上，开始通过G-domain与L12-CTD相互作用，然后L11-NTD与L12-CTD相互作用。尽管有文献报道在cryo-EM结构中L12-CTD与L11-NTD可能存在相互作用，但受其分辨率限制(11埃)，它们之间结构与功能的关系尚不明晰。

秦燕研究组通过同源重组、定点突变、生物化学及结构生物学等技术，首次证实了L12-CTD与L11-NTD间的相互作用。在翻译因子被招募过程中，L11-NTD的loop62区域插入到L12-CTD的缝隙中，致使后者处于“open”的构象并使其疏水核心暴露出来，此时的L12-CTD构象极不稳定。进一步研究发现，所有trGTPases的G-domain都具有分子伴侣活性，并且在因子招募过程中能稳定L11-L12间的相互作用。在此基础上，研究人员提出了蛋白翻译过程中“Support-and-Protect”新的理论模型。

该项研究工作得到了国际同行的高度评价。美国科学院院士Joachim Frank、Jennifer Doudna，著名核糖体学者Akira Kaji等都在该文章的发表过程中给出过建议、评价。