倫敦大學學院的科學家們在《Nature》雜志上發表的論文中描述了核糖體在細胞中折疊新蛋白質過程中所起的新作用。

核糖體是細胞中專門用于蛋白質合成的分子機器，它通過一次拼湊一個氨基酸構建塊來制造生命中所有的蛋白質。在合成過程中，這些新生的蛋白質在與母體核糖體結合的同時試圖折疊，這被稱為共翻譯蛋白質折疊。

了解蛋白質折疊是如何發生的仍然是科學家面臨的一個關鍵挑戰，而這種共翻譯折疊提供了一種方法，使細胞確保安全有效地生產和組裝處于功能天然狀態的新蛋白質。折疊失敗或異常折疊與大量毀滅性疾病有關。

由于對蛋白質折疊的大多數理解來自于分離多肽在散裝溶液中的實驗室實驗(不是專門在核糖體上)，事實證明很難調和核糖體(這是一個更典型的現實實驗環境)的發現，這些發現顯示了折疊與從分離的再折疊研究中看到的相當大的差異。

在這篇新論文中，科學家們揭示了核糖體在折疊過程中比以前認為的更重要，因為它們通過影響新肽鏈的能量和穩定性來指導折疊途徑。

通過實驗捕捉和成像核糖體上新生鏈蛋白質合成的快照，研究人員發現了共翻譯蛋白質折疊熱力學與散裝溶液中不同的結構基礎，表明核糖體影響未折疊蛋白質的整體特性。

他們發現，在核糖體上，未折疊的蛋白質采用擴展的結構，而在核糖體上，它們變得更加緊湊和球形。這種所謂的未折疊狀態的“熵不穩定”是核糖體如何通過幫助形成共翻譯折疊中間體來改變蛋白質折疊途徑的主要驅動因素。它們是新生蛋白質的離散部分折疊形式，分離時不存在或高度不穩定，但在核糖體上長期存在。

這些熱力學效應也有助于核糖體保護新生蛋白質免受突變誘導的展開。這意味著共翻譯折疊是促進蛋白質有效進化的關鍵機制，通過促進生物合成過程中的蛋白質組裝，但也可能促進與疾病相關的潛在有害錯誤折疊事件，這表明核糖體在促進蛋白質折疊方面對生命至關重要，但也可能參與疾病。

倫敦大學學院結構與分子生物學教授John Christodoulou說：“我們已經發現核糖體在蛋白質折疊和錯誤折疊過程中比以前認為的更重要，這表明未來對這一生命重要組成部分的研究應該納入核糖體的作用。大多數蛋白質只能在核糖體上的生物合成過程中折疊成活性形式，因此了解這一過程，特別是形成的共翻譯中間體的新結構對于了解疾病非常重要。由于一些蛋白質與癌癥等疾病有關，我們希望繼續我們的研究，看看這些關于核糖體蛋白質折疊的新見解是否可以為新的治療途徑提供信息。”


（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-8/20240808073149074.htm）