Nature:揭示细菌蛋白MutS2感知并拯救卡在mRNA中的核糖体

来源：原网站2022-03-21 11:55

在一项新的研究中，来自德国海德堡大学分子生物学中心等研究机构的研究人员现在发现，一种名叫MutS2的细菌蛋白质可以感知并拯救mRNA上停滞的核糖体。mRNA链上的下一个核糖体与停滞的核糖体发生碰撞这一事实起到了关键作用。

2022年3月21日/Bion/——作为所有生物细胞中的分子机器，核糖体负责制造新的蛋白质。它读取信使RNA(mRNA)上一种蛋白质的蓝图，然后将这些信息转换成一种新的蛋白质。由于某些原因，这一过程可能会失败，导致核糖体停滞在mRNA上，从而停止蛋白质合成。

在一项新的研究中，来自德国海德堡大学分子生物学中心等研究机构的研究人员现在发现，一种叫做MutS2的蛋白质可以感知并拯救mRNA上停滞的核糖体。mRNA链上的下一个核糖体与停滞的核糖体发生碰撞这一事实起到了关键作用。相关研究成果发表在2022年3月17日的《自然》杂志上，题目是《细菌核酶碰撞传感通过一个muts DNA修复ATPase paralogue》。

蛋白质的蓝图储存在细胞核的DNA中，在那里被转录成mRNA。携带特定蛋白质遗传信息的mRNA离开细胞核，被运输到核糖体，在那里它携带的信息被转化为蛋白质。论文合著者、海德堡大学分子生物学中心工作组负责人克劳迪奥约阿泽罗(Claudio Joazeiro)教授解释说，“有时，由于mRNA分子的缺陷，核糖体在阅读这个蓝图时可能会卡住。这尤其成问题，因为未完成的蛋白质对细胞有潜在的毒性。这就是为什么细胞发展了一种机制来检测停滞的核糖体，并在不完整的蛋白质仍在它们的出生地-核糖体-时标记它们，以便随后进行破坏。”

预测的MutS2结构和MutS蛋白的X射线结构之间的结构相似性。图片来自nature，2022，doi :10.1038/s 41586-022-04487-6。

利用高分辨率低温电子显微镜，这些作者在一种常见的土壤细菌枯草芽孢杆菌的帮助下解码了这一过程中的一个重要步骤。他们能够准确地描述近三分之一物种中MutS2蛋白的特征，并发现它如何感知停滞的核糖体。MutS2检测到了卡住的核糖体与mRNA上的下一个核糖体之间的碰撞——海德堡大学分子生物学中心初级研究组负责人Stefan Pfeffer博士将这一过程比作高速公路上一辆熄火的车辆造成的追尾，引起了警方的注意。

根据这些作者的说法，MutS2遵循两种独立的策略来拯救滞留在mRNA中的核糖体。Pfeffer博士解释说，“一方面，MutS2切割mRNA分子，使其降解。另一方面，MutS2将核糖体分成它的两个亚基，以便这些亚基可以回收用于后期的蛋白质合成。同时，所谓的核糖体相关蛋白质量控制机制对未完成的蛋白进行标记，然后将其破坏。”

Joazeiro教授强调，这种质量控制机制从细菌到人类都是保守的。“因此，我们期望对这一基本过程的理解将阐明哺乳动物中的致病机制，其中不完全蛋白质降解的失败与神经变性和神经肌肉疾病有关。”(100yiyao.com 100医疗网)

参考资料：

费德里科塞鲁洛等人。自然，2022，doi :10.1038/s 41586-022-04487-6。

版权声明

本网站所有标注“来源：100医学网”或“来源：bioon”的文字、图片、音视频资料，均属于100医学网网站的版权。未经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将追究法律责任。获得书面授权转载时，必须注明“来源：100医学网”。其他来源的文章都是转载。本网站所有转载都是为了传递更多信息。转载内容不代表本网站立场。不希望被转载的媒体或个人可以联系我们，我们会立即删除。

87%的用户在用100医网APP随时阅读、评论、分享。请扫描二维码下载-