团队开发了一种研究原子级核糖体功能的新方法

在称为核糖体的微小细胞机器内部，称为信使RNA(mRNA)的遗传物质链与相应的转移RNA(tRNA)相匹配，以产生作为蛋白质离开核糖体的氨基酸序列。未完成的蛋白质称为新生链，它们附着在核糖体上。

科学家们知道，这些新生链中的一些可以调节核糖体的活性，并且这些新生链有时会干扰抗生素——其中许多抗生素通过靶向细菌核糖体活性起作用。科学家们不知道为什么会发生这种情况，主要是因为当未完成的蛋白质仍然束缚在核糖体上时，很难想象核糖体-肽-药物相互作用的样子。

现在，伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家率先报告了一种将肽稳定连接到tRNA上的方法，这使他们能够通过确定核糖体的原子级结构和这些核糖体的形状，对核糖体功能获得新的基本见解。肽进入核糖体。

他们的方法新发表在《自然化学》杂志上。

“挑战是在新生肽存在的情况下近距离观察核糖体的结构和出口隧道，因为在自然界中，核糖体对我们来说非常快速地捕捉图像或进行实验，”副研究员YuryPolikanov说。文理学院生物科学系教授。“在这种新方法出现之前，我们基本上看不到在这个关键时刻核糖体活性位点发生的事情。”

Polikanov和他的同事EgorSyroegin，博士。UIC生物科学专业的候选人，使用一种称为天然化学连接的方法将定制肽与tRNA融合，从而产生所谓的肽基-tRNA。

Polikanov说：“获得与肽相连的tRNA分子，类似于蛋白质合成过程中核糖体内部的那些分子，这一直是该领域许多研究人员近二十年来的梦想。”“这是极具挑战性的，因为没有酶可以直接将肽连接到tRNA上。”

“该方法已在化学中使用了很长时间，但从未以这种方式应用过。它基本上是在模仿自然，并且凭借我们先进的成像经验，我们现在正在以高分辨率看到自然是如何运作的，”Syroegin说。

通过这种新方法，Polikanov和Syroegin确定了一组带有各种长度的肽基-tRNA的核糖体的高分辨率结构。

Polikanov说，对这些结构的详细分析为核糖体催化中心的机制提供了新的和令人惊讶的见解，并回答了核糖体领域中几个长期存在的基本问题。

“我们看到，根据序列的不同，不同的肽可以在核糖体隧道内形成不同的形状或折叠，由于我们结构的高分辨率，我们可以合成不同序列的不同肽，然后非常精确地遵循它们的形状，”Syroegin说。“所以现在，我们可以非常自信地说‘这些肽，这个序列，有这个形状’或‘另一种肽有另一种形状’。这很重要，因为新生的肽折叠决定了药物是否会阻止核糖体。”

“这种方法为结构和功能研究开辟了无数途径，旨在了解核糖体功能的机制，以及某些抗生素诱导的序列特异性核糖体停滞，”Polikanov说。

Polikanov和Syroegin与UIC生物科学系的研究专家ElenaAleksandrova是论文“从非阻滞核糖体新生链复合物的结构中洞察核糖体功能”的合著者。