破解蛋白质翻译机器的结构与功能——2009年诺贝尔化学奖简述

作为将基因信息翻译为蛋白质的机器,核糖体对于生命活动至关重要。2009年诺贝尔化学奖授予了在核糖体结构功能研究中做出突出贡献的三位科学家：Venkatraman Ramakrishnan（英国剑桥MRC分子生物学实验室）,Thomas A. Steitz（耶鲁大学）和Ada E. Yonath（以色列魏茨曼科学研究所）。文章以时间为主线,对核糖体结构以及基于结构的功能研究的历程、意义、历史性突破和应用进行了介绍,并由此对结构生物学的未来进行了一些思考。     

英美以三国科学家分享2009年诺贝尔化学奖

瑞典皇家科学院2009年10月7日宣布,英国科学家Venkatraman Ramakrishnan、美国科学家Thomas A. Steitz和以色列女科学家Ada E. Yonath 三人共同分享2009年诺贝尔化学奖,以表彰他们在"核糖体的结构和功能研究"方面的突出成就.     

Nature:限制性氨基酸摄可成为抗肿瘤新靶点

正荷兰科学家近期报道了关于抗癌研究的新进展,可以利用"核糖体分析"(ribosome profiling)并构建一种名为"diricore"的方法。该方法可以区分出核糖体的密码子。利用这个方法,可以检测出不同的细胞内,核糖体对于不同类型氨基酸的需求,从而确定出哪些氨基酸对于细胞而言更加重要。了解到这些氨基酸可能会利用我们开发出新的抗癌方法。相关研究发表在近期的《Nature》     

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.     

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。     

核糖体失活蛋白—RNA N—糖苷酶

本文概述了双链和单链植物核糖体失活蛋白的基本特性,在分子水平上讨论了核糖体失活蛋白作用于真核细胞核糖体的机制。扼要介绍了免疫毒素及其在癌症治疗中的应用。同时,也讨论了目前有关核糖体失活蛋白的研究状况和今后的发展趋向。     

植物单链核糖体失活蛋白的研究概况

本文扼要地介绍了单链核糖体失活蛋白的植物学分布和一般性质,特别是对无细胞系核糖体蛋白合成的抑制作用,并对其应用和研究前景提出初步看法。     

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…     

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.     

核糖体模型研究进展

随着低温电子显微镜、X射线晶体衍射等技术的发展以及有关核糖体各组分结构数据的增多,高分辨率的E.coli核糖体模型已经被建立.对该模型作了概要介绍,包括了对mRNA通道,A、P位点tRNA,肽基转位酶,肽通道等在核糖体中的定位以及它们与核糖体的相互作用.有助于提高对核糖体结构、功能、及翻译过程的理解.