核糖体RNA具有蛋白质合成的酶活性

核糖体是合成蛋白质的机器,它由大小两个亚基组成,其主要成份是 RNA(即 rRNA)和蛋白质。在过去的30多年里,对于核糖体结构、成份及其在蛋白质合成中可能起到的作用已做了相当深入的研究,然而对于蛋白质合成中的最关键的一步--即肽键形成的机制却一直不清楚。传统的观念认为酶的本质是蛋白质,即只有蛋白质才有催化功能,所以长期以来人们也自然地认定核糖体中具有催化作用的是某一种或几种蛋白质组分,而 rRNA 主要起一种支架作用,但近几年来越来越多的实验证据表明     

RNA在核糖体催化蛋白质合成中的作用

核糖体是所有生命细胞的蛋白质合成工厂.近几年对核糖体晶体结构的研究有了里程碑式的进展.核糖体是一个核酶.用体外筛选技术发现的核酶像核糖体一样也能催化肽键形成.RNA在生命起源中也有着不可替代的作用.近期发现的小RNA在转录调节、染色体复制、mRNA稳定性和翻译,及蛋白质降解和转运过程中都起作用.RNA越来越受到人们的重视,一个崭新的现代“RNA世界”正在出现.虽然核糖体在细胞中起着非常重要的作用,但是其肽基转移反应机制还不很清楚.本文介绍了肽基转移核酶与核糖体催化机理以及RNA在生命与进化中的作用和功能.     

rRNA--行使核糖体功能的主体

高分辨率的核糖体精细结构揭示,核糖体行使功能的主体是RNA：核糖体的主要功能：催化肽键形成,识别、选择rRNA等都主要由rRNA来完成。     

核糖体的结构与功能研究进展

核糖体的结构与功能研究进展吴晓华,刘望夷（中国科学院上海生物化学研究所,上海２０００３１）关键词核糖体蛋白质生物合成是有两百多种大分子参与的、把遗传信息“翻译”成有各种生物功能蛋白质的复杂过程。因为所有生物体的蛋白质合成都是在核糖体上完成的,所以了解...     

核糖体基因表达的调节

核糖体是细胞制造蛋白质的场所。我们不难概括这些微小颗粒的功能,一方面它接受遗传指令,结合mRNA分子处理信息,另一方面它把氨基酸连接成链,合成一个蛋白质分子。有关核糖体的现代知识,主要来自于对E.coli核糖体的详细研究。近年来发现了某些意想不到的核糖体遗传学问题,进一步了解了调节核糖体合成的复杂性。本文着力叙述新近进展,早期工作请详见有关评论。 原核细胞核糖体由3种RNA和50多种蛋白质装配而成。当细菌生长在丰富培养基里时,细胞将以较     

核糖体RNA拓扑学与RNA N－糖苷酶研究进展（上）

核糖体RNA拓扑学的研究对阐明核糖体RNA(rRNA)在蛋白质生物合成中的作用具有重要的意义.RNA N-糖苷酶是一类核糖体失活蛋白.它只水解rRNA特定位置上一个腺苷酸的糖苷键,释放一个腺嘌呤碱基,使核糖体失活.Ricin A链是研究得最早和最详细的RNA N-糖苷酶,迄今已发现有二十五种核糖体失活蛋白具有RNA N-糖苷酶活性.RNA N-糖苷酶作用于28S rRNA的α-sarcin结构域,改变核糖体的构象而使其失活.     

植物蛋白质合成延伸因子

蛋白质的生物合成是一个需要许多大分子如起动因子、延伸因子、终止因子、核糖体、信使RNA、氨酰合成酶和tR NA协同作用的复杂的生理生化过程。植物蛋白质合成延伸因子eEF1和eEF2通过在核糖体上催化氨基酸链的延伸而推动、控制蛋白质的合成。文章介绍植物蛋白质生物合成延伸因子的研究进展     

黄曲霉核糖体蛋白基因在不同生长时期的表达分析

核糖体是生物合成蛋白质的主要场所。核糖体蛋白是核糖体的重要组分之一。为了探究黄曲霉核糖体蛋白与其生长发育之间的关系,分别收集处于菌丝期、孢子期、菌核期的黄曲霉。在提取了总RNA和反转录获得了c DNA后,利用荧光定量RT-PCR对74个黄曲霉核糖体蛋白基因的表达量进行分析。结果表明,在所有被检测的核糖体蛋白基因中,没有一个基因的表达量在3个时期都是恒定的。与菌丝期相比,在孢子期,有54个核糖体蛋白基因的表达量发生上调,而表达量下调的基因只有2个;在菌核期,有57个基因的表达量上调,而有12个基因的表达量下调。GO功能分析表明,核糖体蛋白基因富集在结构分子活性,结合,细胞,大分子复合物,细胞器,细胞部分,细胞器部分,细胞过程,代谢过程。可见,核糖体蛋白与黄曲霉的生长发育存在紧密联系。     

揭示核糖体结构的秘密

近年来有科学家利用Ｘ射线晶体学、电子显微镜以及电子计算机绘制而成了核糖体的高分辨率图谱。该图谱揭示出一种细菌核糖体的 2个亚基的主要组成部分中的 2个ＲＡＮ分子及 31个蛋白质的大多数结构。耶鲁大学的ＰｅｔｅｒＢ .Ｍｏｒｒｅ在 2 0 0 0年 8月 11日的Ｓｃｉｅｎｃｅ上报道 ,他们从核糖体晶体中发现有一种非预料中的蛋白质包围了一个预料中的卷曲的ＲＮＡ。这种蛋白质经常有一个球状部分 ,另外还有一根短链延伸深入到核糖体结构中去。研究者将一种新分子导入核糖体 ,这种新分子停靠在肽键形成部位 ,由此他们进一步证实了位于隧道结…     

核糖体结构研究中的里程碑

核糖体是一个以RNA和蛋白质为基础的合成蛋白质的分子机器.其复杂的结构使它长期被结晶学家视为该研究领域中的喜马拉雅山.最近在核糖体结构研究中的突破性进展,首次在核糖体及其亚基高度复杂的电子密度图上定位了几种已知三维结构的蛋白质和许多双链rRNA区,并揭示了亚基界面的精细结构和tRNA、mRNA和核糖体间复杂的相互作用.     

樟树种子核糖体失活蛋白的初步研究

植物毒蛋白对真核细胞蛋白质生物合成的抑制主要是使核糖体失活,所以这类毒蛋白又称核糖体失活蛋白。其作用机制有两种类型:(1)核酸水解酶型(如α-Sarcin);(2)RNA N-糖苷酶型。这种酶的作用机制是近两年来才搞清楚的。它专一水解真核细胞核糖体28s RNA的第4324位腺苷酸的糖苷键,释放一个     

枯草杆菌70S核糖体蛋白质的双向聚丙烯酰胺凝胶电泳

原核生物的核糖体,其大亚基由34种蛋白 质和两种RNA构成,小亚基由21种蛋白质和 一种RNA构成。在原核生物中,以大肠杆菌的 核糖体研究得最为详细。根据前人报道,抗链 霉素或依赖链霉素的大肠杆菌突变体的核糖 体,其小亚基第12号蛋白质（简称S12）上第 42位或第87位氨基酸发生了变化［[z3。本实验 室前曾报道：枯草杆菌ATCC 6633菌株的依 赖链霉素突变体全部表现为寡抱子突变体,而 抗链霉素突变体的抱子形成则正常^[1]。由大肠 杆菌的研究结果推断：本实验室分离的这些突 变体中,核糖体蛋白质可能发生了某些变化,为 此试图用双向聚丙烯酸胺凝胶电泳的方法分析 其核糖体蛋白质。     

核糖体蛋白质的新功能及其与相关疾病的关系

核糖体蛋白质与核糖体RNA共同组成了核糖体,是合成蛋白质的细胞器。除参与蛋白质合成,核糖体蛋白质还具有广泛的核糖体外功能,如独立于核糖体外发挥调控基因转录、mRNA翻译、细胞的增殖、分化和凋亡等等。基于诸多的核糖体外功能,核糖体蛋白质与人类疾病密切相关,例如在先天性贫血、生长发育不全和肿瘤的发生发展过程中均发挥重要作用。本文对近年来核糖体蛋白质的核糖体外新功能及其相关疾病的研究进展作一综述。     

核糖体灭活蛋白在植物中的作用

植物核糖体灭活蛋白 (ribosome -inactivatingproteins ,RIPs)能够破坏真核或原核细胞的核糖体大亚基RNA ,使核糖体失活而不能与蛋白质合成过程中的延伸因子相结合 ,从而导致蛋白质合成受到抑制。不同的核糖体对不同RIPs的敏感性不同 ,RIPs对自体或异体核糖体的作用也有很大区别。RIPs对病毒有很强的抑制作用 ,并且有些RIPs表现出对某些真菌和昆虫的抗性 ,因此认为核糖体灭活蛋白在植物的防御反应中扮演重要角色。另外 ,RIPs还可能参与了细胞代谢、细胞死亡等生理调控过程。     

自主性的核糖体

发现 之前一直认为核糖体对所有RNA都一视同仁，盲目地把编码的肽连接成蛋白质链。而加州大学旧金山分校的发育生物学家Maria Barna和同事们发现核糖体蛋白质的异常造成了短尾小鼠的骨骼畸形，比如纠结尾和肋骨增生。核糖体变异让小鼠39个Hox基因中的8个都出现了翻译水平降低，说明核糖体可以调节表达。     

SUMO化修饰的Apak对核糖体RNA合成的调控作用

核糖体是由核糖体RNA和核糖体蛋白组成的复合体,其功能是参与蛋白质合成.SUMO化修饰的底物蛋白对核糖体的形成有重要调控作用.前期研究发现,KRAB型锌指蛋白Apak能特异地抑制p53所介导的凋亡通路.进一步研究发现,在核仁应激及癌基因激活条件下,抑癌蛋白ARF促进Apak发生SUMO化修饰并促使其移位于核仁.为了进一步探讨SUMO化修饰的Apak对核糖体RNA合成的调控功能,本研究通过Northern blot检测SUMO化修饰的Apak对核糖体RNA合成的影响,实时定量PCR检测核糖体RNA转录水平,RNA-Ch IP方法检测核糖体RNA与Apak蛋白的相互作用,结果表明,SUMO化修饰的Apak抑制47S核糖体RNA前体的合成且抑制RNA聚合酶Ⅰ介导转录的18S和5.8S r RNA的合成;在放线菌素D以及癌基因诱导下,促进Apak与18S,5.8S r RNA相互作用.本研究对理解Apak的功能和作用机制提供了新的依据,为深入研究KRAB型锌指蛋白家族分子对核糖体RNA的调控奠定了基础.     

细菌核糖体的结构和功能

二十多年来,国际上几家实验室独立地竞争性地应用高分辨率X-射线衍射技术在原子水平上绘制出了细菌完整核糖体及其亚基精细的三维结构图,为其生物功能的研究提供了清晰的结构基础。由于这项伟大的科学成果,美国科学家文卡特拉曼·拉马克里希南（Venkatraman Ramakrishnan）、托马斯．施泰茨（Thomas A．Steitz）和以色列女科学家阿达．约纳特（Ada E．Yonath）三人荣获2009年度诺贝尔化学奖。细菌核糖体是细胞中合成蛋白质的一种细胞器,包括大小不同的两个亚基,由3种RNA和50多种不同的蛋白质组成。     

快速检测核糖体失活蛋白活性质粒的构建及应用

核糖体失活蛋白专一地断裂28S rRNA第4 324位的腺嘌呤与核糖之间的N-糖苷键,具有特异破坏核糖体的结构,抑制蛋白质生物合成的功能。核糖体失活蛋白在医疗方面有极大的应用价值。为了能简单快速筛选出核糖体失活蛋白,本实验构建了一种包含核糖体失活蛋白识别位点的双荧光素酶质粒psiCHECKTM-2-F28RNA。用具有N 糖苷酶活性的苦荞凝集素(tartary buckwheat lectin,TBL)作用于psiCHECKTM-2-F28RNA质粒,电泳检测发现,TBL可以将质粒DNA由超螺旋型切割为缺刻型。将psiCHECKTM-2-F28RNA转染HCT116细胞,发现海肾/萤火虫荧光比值也明显降低,表明构建的质粒可以用于检测核糖体失活蛋白对细胞的毒性作用。当将psiCHECKTM-2-F28RNA中的GAGA序列中腺嘌呤分别突变后进行同样实验,确定该质粒中的GAGA为核糖体失活蛋白的识别位点。进一步构建包含GAGA特征序列的Wnt1-3′UTR区的质粒psiCHECKTM-2-Wnt1-3′UTR,实验也发现,在胞外和胞内TBL与psiCHECKTM-2-Wnt1-3′UTR都具有相互作用,表明细胞内具有GAGA序列的mRNA也可能成为核糖体失活蛋白的靶点。选用几种食源性作物中提取的蛋白质,分别与psiCHECKTM-2-F28RNA作用,进行体外检测,结果显示,该质粒能快速地筛选来源于不同生物的核糖体失活蛋白。这些结果表明,本实验构建的psiCHECKTM-2-F28RNA质粒,可用于核糖体失活蛋白的快速筛选和酶活性鉴定。     

蛋白质生物合成的第四步：翻译终止后复合物的解体

蛋白质合成过程一般被归纳为由合成的起始、肽链的延伸和合成的终止组成的三步曲 . 然而,随着对核糖体再循环因子 (ribosome recycling factor , RRF) 在蛋白质合成过程中作用的深入研究,人们提出了蛋白质生物合成应是四步曲, 这第四步就是翻译终止后核糖体复合物的解体 , 也就是通常说的核糖体循环再利用 . 简要地介绍了翻译终止后复合物解体的可能机制：核糖体再循环因子和蛋白质合成延伸因子 G 在核糖体上协同作用催化这一过程的完成 .     

核糖体展示研究进展

核糖体展示是一种无细胞系统,可以从文库中筛选蛋白质和多肽。翻译的蛋白质及其mRNA同时结合在核糖体上形成mRNA-核糖体-蛋白质三聚体,通过配体亲和分离得到功能性蛋白及其编码的mRNA,转换成对应的DNA后进行相关蛋白的表达,可用于抗体及蛋白质文库选择、蛋白质体外改造等,而且其可以展示较大的文库而不受细菌转化的限制,可对毒蛋白、蛋白酶敏感和不稳定的蛋白质进行筛选,也可在特定位点进行氨基酸修饰。就核糖体展示技术的研究进展及其在蛋白质进化和筛选方面的应用进行综述。