中科院揭示核糖体在蛋白翻译过程中移位的分子机理

　　国际分子生物学重要杂志《Nature Structural & Molecular Biology》在线发表了中国科学院生物物理所秦燕等人的最新研究成果。这篇题为“EF-G catalyzes tRNA translocation by disrupting interactions between decoding center and codon–anticodon duplex”揭示了核糖体在蛋白翻译过程中移位的分子机理。

　　众所周知，核糖体是蛋白质的翻译工厂，在翻译过程中，核糖体沿着信使核糖核酸（mRNA）不断移动，从而完成蛋白质的生产。核糖体如何移动是各国核糖体专家的研究热门。秦燕研究组的研究人员通过筛选Escherichia coli EF-G突变体，获得了能够抑制核糖体在A/P和P/E位点与tRNA结合的突变体。通过分析一系列突变体，秦燕等人发现核糖体的催化因子EF-G通过深入核糖体的解码中心，在这一过程中EF-G破坏并替代密码子-反密码子双螺旋与解码中心的相互作用，从而催化核糖体移动（如下图）。

　　在这个过程中，EF-G结构域IV中的两个高度保守环I、II干扰翻译中心和tRNA2–mRNA二聚体的氢键形成并直接导致其向核糖体中30S亚基移动，从而完成核糖体移动这一过程。

　　此次的成果是在研究思路和实验技术上获得的重要突破。该成果不仅是针对EF-G研究的重大突破，同时对于理解核糖体在生命过程中发挥的重要作用提供了分子基础，对于人类进一步认识生命过程具有重要的指导意义。同时，从应用前景来看，依据得到的EF-G催化机理，研究人员可以对原核生物的翻译过程进行人工干预，进而为新型抗生素的研发提供理论基础。