科学家们发现了核糖体在细胞内新蛋白质折叠中的重要作用。
来自伦敦大学学院的研究人员揭示了核糖体在蛋白质折叠过程中的一个先前未知的功能，详细信息见于他们在《自然》上发表的研究。
核糖体充当细胞生产蛋白质的专用引擎，通过将氨基酸一个个连接起来来合成所有蛋白质。在这一合成过程中，正在形成的蛋白质在仍然附着于核糖体时努力正确折叠，这一过程称为共翻译蛋白质折叠。
确切定义蛋白质折叠的机制仍然是科学中的一个重大挑战。共翻译折叠对确保细胞有效生产和组装新的蛋白质以及以正确的功能形式进行至关重要。不正确的折叠或未能折叠与多种严重疾病有关。
目前对蛋白质折叠的大多数知识来自于在大体溶液中使用分离的多肽进行的实验，这些实验并不能准确代表核糖体的环境。这导致了核糖体研究的观察结果难以对齐，因为与分离的重新折叠实验相比，核糖体研究常常揭示出折叠行为的显著差异。
在他们的最新论文中，科学家们展示了核糖体在折叠过程中的作用比以前认为的更为重要，它通过影响新肽链的能量和稳定性，从而指导其折叠路径。
通过捕捉和成像核糖体上新生肽链的蛋白质合成，研究小组阐明了共翻译蛋白质折叠的热力学如何与大体溶液中的情况不同，表明核糖体影响未折叠蛋白质的整体特性。
研究人员发现，当未折叠蛋白质与核糖体结合时，它们呈现出更长的形状，但一旦脱离，它们则会收缩成球形。这一现象被称为“未折叠状态的熵不稳定性”，在核糖体如何指导蛋白质折叠过程中，通过促进半折叠中间体的形成而变得至关重要。这些中间体在核糖体上相对稳定，但在分离时则要么缺失，要么高度不稳定。
这些热力学含义强调了核糖体在保护新生蛋白质免于因突变而解折中的作用。这表明共翻译折叠是一个关键机制，不仅有助于在生物合成过程中高效组装蛋白质，还可能有助于与疾病相关的潜在有害错误折叠。这突显了核糖体作为生命基础的双重角色，通过它对正确蛋白质折叠的支持，同时也与疾病过程相连。
来自伦敦大学学院结构与分子生物学系的首席作者约翰·克里斯托杜卢教授指出：“我们的发现表明，核糖体在蛋白质折叠和错误折叠的过程中比以前认识的更为关键，这凸显了未来研究需要关注核糖体的作用。”
“由于许多蛋白质只有在核糖体上合成时才能达到其活性形式，理解这个过程，特别是共翻译中间体的新结构，对于推动我们对疾病的认识至关重要。”
“考虑到某些蛋白质在癌症等疾病中发挥作用，我们旨在继续我们的研究，以确定对核糖体蛋白质折叠的新见解可能如何导致潜在的新治疗策略。”
