人类细胞含有核糖体,这是一种为身体其他部位生产蛋白质的复杂机器。现在,研究人员已经更接近于了解核糖体是如何工作的
诺和诺德基金会蛋白质研究中心的Eva Kummer副教授负责发表在《自然通讯》上的这项新研究,她说:“我们能够可视化核糖体的原子细节,这太神奇了。因为它们很小,大约在20-30纳米之间。”
核糖体是人类细胞的一部分,由核糖体核糖核酸和核糖体蛋白质组成。它就像一个工厂,通过遵循基因固有的一组指令来构建蛋白质核糖体漂浮在细胞胞质溶胶、线粒体或细菌原生质体等细胞器中。
利用电子显微镜,Kummer和她的同事Giang Nguyen和Christina Ritter成功地制作了人类细胞一部分的3D模型,即直径不超过30纳米的核糖体
更具体地说,他们拍摄了核糖体是如何形成的快照
“了解核糖体是如何构建和工作的很重要,因为它是人类和所有其他生物中唯一产生蛋白质的细胞颗粒。如果没有蛋白质,生命将不复存在,”Kummer说
蛋白质是人体的主要组成部分。你的心脏、肺、大脑以及基本上整个身体都是由核糖体产生的蛋白质组成的
Kummer说:“从外表上看,人体看起来很简单,但考虑到身体的每个部位都由数百万个分子组成,这些分子非常复杂,而且他们都知道该做什么,这真是令人惊叹。”
折叠、组装和移动到正确的位置在核糖体开始生产蛋白质之前,它们首先需要由80多种不同的成分组装而成
Kummer和她的同事已经获得了核糖体组装三个不同阶段的3D模型。她解释道:“这是一个复杂的颗粒,有很多不同的部分——许多蛋白质和RNA成分——必须折叠、组装并移动到正确的位置。这不是一次全部发生的。核糖体组装是一个循序渐进的过程,涉及多个阶段。”
Kummer表示,在这三个阶段中,描述组装中最早时间点的3D模型是最有趣的,因为以前没有人能够描述它Kummer说:“在这个阶段,我们可以看出,例如,一种名为GTPBP10的特定蛋白质渴望与形成长螺旋的所谓RNA成分相互作用。”。“事实上,螺旋线的底部是核糖体的催化中心,蛋白质就是在这里产生的。这就是为什么螺旋线正确折叠和放置如此重要。”
为了实现这一点,GTPBP10抓住螺旋线并将其放置在蛋白质合成的正确位置
这只是这项新研究揭示的核糖体组装的许多阶段之一——这一见解可能为更多地了解各种疾病铺平道路
“核糖体组装的错误严重降低了我们细胞制造蛋白质的能力。例如,这些蛋白质将我们吃的食物中的能量转化为能量硬币,身体可以用来运行各种细胞过程。
”现在,如果线粒体核糖体不起作用,我们的身体再也无法产生足够的能量硬币,这会导致神经退行性疾病和心脏病等疾病。Kummer说:“在衰老过程中,这些能量硬币的生产效率也越来越低。第一步是了解事物是如何工作的。只有这样,你才能尝试改变它们。”。
Journal information: Nature Communications
Provided by University of Copenhagen
2025-05-13
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