反式翻译模型

反式翻译是细菌体内一种修复翻译水平上受阻的遗传信息表达过程的机制。tmRNA是反式翻译的核心分子,它兼具tRNA和mRNA的特点,在SmpB蛋白的帮助下特异性识别携带mRNA缺失体的核糖体,在核糖体蛋白S1的传递作用下结合在A位点上,一方面延续被中断的mRNA上的遗传信息,一方面终止蛋白质的合成,释放被束缚的核糖体和tRNA进入新的翻译过程。本文对近年来关于反式翻译模型的研究进行综述。     

单分子荧光共振能量转移技术在核糖体移位研究中的进展

核糖体是蛋白质的"合成工厂",也是临床上多种抗菌药物的作用靶点,因此,深入理解细菌核糖体的蛋白质翻译机制意义重大.蛋白质翻译是通过多步骤相互协调、多组分精细配合来实现高保真和精确调控.核糖体在mRNA上的移位作为翻译过程中最重要的事件之一,需要核糖体大规模的构象重排以及tRNA2-mRNA沿着核糖体的精确移动.在细菌中,移位是由延伸因子EF-G催化GTP水解来驱动的.近年来,单分子荧光共振能量技术(smFRET)的发展使得人们可以探究单个tRNA分子移位的动力学过程并实时观测核糖体的构象变化.本文首先介绍了smFRET技术的原理及特点,对其在核糖体结构动态及tRNA移位研究中的应用进行了较为系统的总结,并对其应用前景进行了展望.     

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。     

线粒体核糖体——细胞器中的翻译机器

线粒体核糖体作为细胞器中的翻译机器,与细菌核糖体以及真核细胞质核糖体在rRNA和蛋白质组分、拓扑结构、来源等方面差异显著。本文综述线粒体核糖体研究进展,对比分析其理化性质和实验结构的相似性与特殊性。基于线粒体核糖体的结构和生物学功能进一步推测:经过与tRNA的相互识别和空间取向,mRNA链构象能否影响其编码产物——新生肽链的构象,期望揭示mRNA在翻译过程中可能的作用机理。     

枯草杆菌核糖体蛋白质突变对碱性蛋白酶基因表达的影响

用枯草杆菌体外转录-翻译偶联系统检测13种19株枯草杆菌核糖体蛋白质突变对碱性蛋白酶基因表达的影响,发现10种13株核糖体蛋白质突变能影响碱性蛋白酶基因的表达。其中依赖链霉素突变核糖体几乎不能翻译碱性蛋白酶mRNA。依赖链霉素突变在翻译层次抑制碱性蛋白酶基因的表达,但对中性蛋白酶基因的表达没有影响。在碱性蛋白酶mRNA翻译起始区有一个复合二级结构,用体外突变方法破坏其中一个,翻译效率提高8.2倍。依赖链霉素突变和抗链霉素突变核糖体的高级结构不同,与碱性蛋白酶mRNA 5'端片段的亲合力也有差异。由于碱性蛋白酶mRNA翻译起始区的复合二级结构和低起始强度以及依赖链霉素突变核糖体高级结构的改变,使依赖链霉素突变核糖体不能翻译碱性蛋白酶mRNA。     

核糖开关与基因表达调控

核糖开关(riboswitch)是近几年基因表达调控研究的一个热点.核糖开关位于mRNA的非翻译区(untranslated regions, UTR),能够直接感受胞内外信号并引起自身二级结构的变化,在转录或后转录（翻译和mRNA稳定性）水平实现对下游相关基因的表达调控,该过程不依赖于包括蛋白质在内的其它任何因子的作用. 根据现已发现的核糖开关所能识别的信号因子类型,可以将其分为4类,即小分子代谢物、金属离子、环境因素及空载tRNA敏感的核糖开关;其中,小分子代谢物敏感的核糖开关是发现和研究最多且最深入的一类. 随着研究的深入,将会有更多的核糖开关被发现,这不仅有助于理解生物进化与环境适应性,而且在生物学基础研究,新型药物的开发以及工业生产领域都将发挥重要作用.     

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.     

细菌核糖体的拯救机制

蛋白质翻译过程中,很多因素可能导致核糖体在mRNA上熄火,这对细胞的危害很大,因为这不仅占用了核糖体、氨基酸和tRNA,而且还可能产生有害的蛋白质.细菌进化出了多种核糖体拯救机制,释放熄火的核糖体,清除异常的mRNA,以规避毒害,如：① tmRNA·SmpB介导的拯救机制,又称为反式翻译介导的拯救机制|② ArfA(YhdL)介导的拯救机制|③ YaeJ(ArfB)介导的拯救机制.这些机制对于细菌的生理和繁殖都非常重要,但却在真核生物进化过程中消失了,使这些机制有可能成为抗菌药物靶点.本文主要就细菌核糖体的拯救机制做一概述,并对这些机制的应用前景进行了展望.     

tsRNA研究进展与展望

tRNA-derived small RNAs(tsRNA)是近年来发现的、存在于多种生物体内的一类非编码小RNA,来源于成熟tRNA或tRNA前体,其表达和修饰具有组织和细胞特异性. tsRNA参与应激反应、蛋白质翻译调控、核糖体生物合成、肿瘤发生、细胞增殖与凋亡、表观遗传信息的跨代传递等多种生理和病理过程. 本文主要对tsRNA的生成及分类、已知的生物学功能及作用机理、tsRNA 及其修饰在疾病中的作用等进行了综述.     

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 .