The synthesis of proteins in the cell is a key process of life. By this means, the genetic code of the genome is translated into the amino acid sequence of proteins. The process is complex—and has been studied in detail for decades.
蛋白质在细胞中的合成是生命的一个关键过程。通过这种方式,基因组的遗传密码被翻译成蛋白质的氨基酸序列。这个过程很复杂,而且已经被详细研究了几十年
蛋白质生物合成是由特殊的分子机器核糖体进行的,核糖体由大小亚基组成。在蛋白质生物合成结束时,这些蛋白质工厂必须分解成各自的部分(回收),以便为下一轮翻译做好准备
现在,由慕尼黑LMU基因中心的Roland Beckmann教授、Thomas Becker博士和Ivan Penchev领导的团队与Ron Kopito教授领导的斯坦福大学研究人员合作,展示了核糖体在所谓内质网(ER)的循环是如何发挥作用的
在这个过程中,他们发现了一种酶的作用,这种酶是一种特殊的E3连接酶,将一种名为UFM1的小蛋白修饰连接到大核糖体亚基,作为循环的关键机制。他们的调查报告已发表在《自然》杂志上
核糖体再循环的详细见解核糖体通常漂浮在细胞质中。贝克尔说:“在这里,我们确切地知道回收是如何运作的。”。然而,有时它们位于内质网,这是一个连续的全细胞膜网络。
尽管许多蛋白质起源于胞质溶胶,但它们随后必须被带到其他细胞器,如线粒体、叶绿体等。如果蛋白质是在内质网膜上合成的,那么整个翻译机器就会与内质网膜对接。这是在蛋白质传导通道(SEC61)的帮助下实现的,该通道能够在合成过程中将蛋白质转运过膜或插入膜中
翻译完成后,还有一个进一步的回收步骤,这是ER膜特有的。也就是说,核糖体的大亚基必须再次与蛋白质传导通道分离
Beckmann的团队现在已经证明了这一子步骤是如何工作的:当翻译完成时,E3连接酶识别核糖体的大亚基。Becker解释道:“它在大亚基上放置了一个小楔子,即蛋白质UFM1。”
“这会从修饰的60S亚基和E3连接酶中产生稳定的复合物。同时,它会导致大亚基与SEC61分离。这是一个非常重要的步骤,以确保大亚基返回胞质溶胶并可用于下一轮。