林金钟研究员团队合作解析mRNA翻译过程中核糖回收再循环的分子机制
发布时间:2019-12-24  阅读次数:765

      核糖体在翻译mRNA遇到终止密码子即预示着这条mRNA编码的蛋白质已经合成完毕,在释放新生肽链后,核糖体需要重新解聚为大小亚基参与其他mRNA的翻译。这个再循环过程需要两个保守的蛋白质因子: 延伸因子G(Elongation Factor G) 和核糖体回收因子RRF 的参与。作为原核核糖体领域几个悬而未决的重要问题之一,这一过程的分子机制一直没能被完全阐明。

      2019年12月23日,我院林金钟研究员课题组和德克萨斯大学医学部Matthieu Gagnon 课题组合作在Nature子刊《自然 结构和分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology杂志在线发表了题为"Structural Basis for Ribosome Recycling by RRF and tRNA" 的研究论文,揭示了核糖回收因子(Ribosome Recycling Factor, RRF) 和 tRNA在核糖体再循环过程中发挥作用的结构基础。

mRNA翻译过程中核糖回收再循环的分子机制示意图

 

       核糖体在翻译mRNA遇到终止密码子即预示着这条mRNA编码的蛋白质已经合成完毕,在释放新生肽链后,核糖体需要重新解聚为大小亚基参与其他mRNA的翻译。这个再循环过程需要两个保守的蛋白质因子:延伸因子G(Elongation Factor G) 和核糖体回收因子RRF的参与,但是这一过程的分子机制一直没能被阐明。林金钟和Gagnon课题组合作解析了一个细菌核糖体完整回收复合物的晶体结构,包含核糖体大小亚基、EF-G、RRF以及两个脱酰tRNA,首次在原子水平揭示了它们之间丰富的相互作用,使我们对核糖体回收过程有了清晰的答案。结构显示RRF在EF-G的作用下不仅破坏了核糖体大小亚基之间的关键桥接结构,而且还诱导了核糖体上位于P-位点的tRNA形成一个新的构象,在文章中被命名为p/R tRNA。早期研究发现编码最后一个密码子的tRNA对核糖体的有效回收起了关键的作用。结构显示这个tRNA在RRF的作用下发生了大幅的构象变化和扭曲,导致其两端分别对大小亚基产生了一个类似于弹簧一样的推力,进而促进了大小亚基的分离。

       林金钟研究员课题组博士后周德健和德克萨斯大学医学部(University of Texas Medical Branch)的TakehitoTanzawa博士为该论文的并列第一作者,林金钟教授和德克萨斯大学医学部的MatthieuGagnon教授为该论文的共同通讯作者。感谢上海同步辐射光源BL17U线站和美国阿贡实验室APS同步光源24-ID-C线站。这项工作受到了科技部重点研发计划和国家自然科学基金的资助。

       全文链接:https://doi.org/10.1038/s41594-019-0350-7

Copyright © 2014 School of Life Sciences Fudan University All Rights Reserved
联系地址:上海市淞沪路2005号