核糖体的研究综述

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核糖体生物合成机制的研究及应用

核糖体生物合成机制的研究及应用

核糖体生物合成机制的研究及应用细胞是生命的基本单位,而核糖体则是细胞中非常重要的结构。

核糖体是由核糖体RNA(rRNA)和蛋白质组成的复合体,并负责蛋白质的生物合成。

因此,对核糖体的研究可以帮助人们更深入了解细胞内的蛋白质生物合成机制,并有助于开发新药物。

一、核糖体的基本结构核糖体的基本结构是由小亚基和大亚基组成的复合体。

其中,小亚基包含了16S的rRNA和30多种蛋白质;大亚基则包含了23S和5S的rRNA以及50多种蛋白质。

在负责翻译过程中,mRNA的三联体密码子通过核糖体上的rRNA与tRNA结合,从而让氨基酸完成配对。

而这个过程不仅需要核糖体内含的rRNA才能完成,还需要各种被称为蛋白因子(Protein Factor)的蛋白质辅助,辅助核糖体完成翻译过程。

二、核糖体生物合成的机制核糖体生物合成的过程分为四个阶段:转录、预后修饰、基本粒子的组建和成熟。

这里简单介绍一下这四个阶段的主要内容。

1. 转录核糖体RNA的合成是由RNA聚合酶完成的。

RNA聚合酶根据DNA模板依次合成不同的核糖体RNA,即18S、5.8S和28S rRNA。

这个过程中还携带着调节蛋白质,完成了核糖体RNA的转录,之后就是预后修饰的阶段。

2. 预后修饰新合成的核糖体RNA需要进行许多的修饰才能参与到成熟的核糖体内。

这可能是rRNA生物合成中最复杂的过程,通常涉及到化学修改、核糖基磷酸化和核糖基对碱基相互作用等类型的修饰。

这些预后修饰的过程都会对rRNA的生物活性和结构有深远的影响。

如果他们变得不正常,会导致蛋白质合成的故障,并在生物体内引发严重的疾病。

例如,有些病原体与宿主有共同的rRNA,这时如果采用有针对这种rRNA的药物治疗,就可以有助于治疗与该病原体有关的各类感染。

3. 基本粒子的组建新生的18S、5.8S和28S rRNA通过一系列磷酸化和修饰过程合成了这种复杂的RNP颗粒。

这种基本颗粒由多种蛋白质组成,它们与结构和功能密切相关,是这种颗粒能够负责蛋白质合成的重要原因。

核糖体组成及其功能机制研究

核糖体组成及其功能机制研究

核糖体组成及其功能机制研究细胞是生物体的基本单位,也是生命的基础。

而核糖体是细胞内最为重要的物质之一,它具有合成蛋白质的重要作用。

在生命科学领域,核糖体组成及其功能机制一直都是研究的热点之一。

一、核糖体的组成核糖体是由核糖体RNA(rRNA)和蛋白质(Protein)组成的复合物,它们按比例合成而成的。

rRNA是一个非常大的分子,大约有2000-5000个核苷酸,同时也是核糖体中数量最多的分子。

在真核生物中,rRNA主要存在于核糖体的大亚基(60S)和小亚基(40S)中。

其中大约有80%~90%左右的rRNA序列都是相同的,这些序列是高度保守的,而差异的部分则可以用于分类和种间区分。

与此同时,核糖体蛋白质数量也很大,在真核生物中有80种以上的蛋白质组成的核糖体。

而在原核生物中,则仅有50种左右。

蛋白质作为核糖体的主要结构支架,它们中的很多都有独特的折叠和序列,以及特定的生物学功能。

二、核糖体的功能核糖体的主要功能是参与蛋白质的合成,被称作翻译作用。

具体来说,这个过程可以分为三个阶段:启动、延伸和终止。

在这个过程中,核糖体会依据mRNA的信息序列,通过特定的机制选择合适的氨基酸,并把它们按照一定的序列与适当的tRNA匹配。

随后,氨基酸通过肽键形成品过程,相继构成成肽链,在新合成的蛋白质长成后,标准的二级结构会最终形成特定的三级结构。

同时,核糖体在细胞中也扮演着其他重要的角色。

例如它们还参与了一些非蛋白质转录的RNA合成,以及转录调节因子的组合和分解。

此外,在感染或逆境应激的情况下,核糖体也会在不同的信号通路和反应中发挥着一定的作用。

三、核糖体的功能机制研究从20世纪50年代开始,生化学家们就陆续研究出了核糖体的结构。

这项研究成果的最大贡献者是诺贝尔奖得主Peter Moore、Tom Steitz、Ada Yonath等人,他们的工作为核糖体组成与结构以及翻译机制提供了非常重要的科学基础。

在核糖体功能机制研究中,分子生物学和结构生物学在其中起到了非常重要的作用。

核糖体的生物合成和功能研究

核糖体的生物合成和功能研究

核糖体的生物合成和功能研究核糖体是细胞中主要的蛋白质合成工厂。

在此过程中,核糖体通过核糖体RNA的指导将蛋白质的氨基酸链合成为一条完整的多肽链,从而完成蛋白质合成的过程。

核糖体的生物合成和功能一直以来都是生命科学领域的热门研究课题。

核糖体是由多种蛋白质和核糖体RNA组成的复杂蛋白质粒子。

核糖体RNA是核糖体中约60%的组成部分,其中包括小核糖体RNA和大核糖体RNA。

小核糖体RNA的长度为约120nt,由一个由特定序列组成的稳定环和四个可变序列组成。

大核糖体RNA长度约为3000nt,与多种小核糖体蛋白相结合,形成极为复杂的大核糖体复合体。

核糖体的生物合成过程始于核糖体RNA的合成,当彼此比较相似的环形mRNA启动转录时,在转录过程中,RNA聚合酶能够引导核糖体RNA序列的合成。

核糖体RNA通过RNA聚合酶在DNA模板上的反向合成而生成。

细胞内存在多个核糖体RNA基因,这些基因在合成过程中会被剪接成不同的RNA,并且会经历成熟过程。

核糖体RNA的成熟主要是通过切割和化学修饰来实现的。

核糖体RNA分子的切割会在不同的位置发生,最终生成不同的RNA分子。

与此同时,核糖体RNA上的磷酸基团也会被甲基化,这种化学修饰有助于核糖体RNA与其他蛋白质和RNA分子相互作用。

核糖体的功能是将蛋白质编码的信息翻译成多肽链。

在此过程中,核糖体通过将分子组合起来来完成蛋白质的合成。

这种组装过程包括丝氨酸-脱氨酶、形成亚单位、组装和结束释放等步骤。

核糖体的功能由小核糖体RNA和大核糖体RNA共同实现。

核糖体的生物合成和功能研究已经取得了许多重要进展,但仍有很多问题需要进一步解决。

例如,科学家们需要更加深入地了解核糖体RNA的结构和功能,以及核糖体复合物中其他蛋白质的作用机理。

他们还需要探索核糖体在各种生理和病理情况下的应对策略,这将有助于提高人们对疾病的认识,研发新药以及提高蛋白质合成率。

总的来说,核糖体的生物合成和功能是一个复杂而重要的研究领域。

核糖体结构与功能的研究

核糖体结构与功能的研究

核糖体结构与功能的研究介绍核糖体是所有细胞中的核酸蛋白复合物,起着将mRNA转化成蛋白质的关键作用。

自20世纪初,生物学家们就开始研究核糖体结构和功能,而今天,通过高度进化的技术,人们对这一过程的理解已经变得深入和全面。

本文将重点关注核糖体结构与功能的研究,从整体到局部,从其基本组成到复杂的调节和互动机制,对核糖体进行全面解析。

核糖体的基本组成核糖体是由核糖体RNA(rRNA)和蛋白质组成的复合物,由大、小、中三种不同的rRNA和50多种不同的蛋白质组成。

在所有类型细胞和所有生物体中,核糖体的结构都是非常保守的。

它的形状和大小也呈现出了统一的基本模式,由许多结构域组成,每个结构域都有一定的功能。

核糖体在转录过程中所扮演的角色就像收音机播放音乐一样。

核糖体对着mRNA上的密码子逐个验证,并准确合成蛋白质。

接下来,我们将会从结构和功能两个方面来探究。

核糖体的结构核糖体的结构被广泛研究并呈现出了丰富的细节。

不同类型的细胞具有不同的核糖体结构,但整体形态都具有高度的保守性。

在质子通量在生物体远洋环境起到了作用之后,核糖体的结构就会发生改变。

目前,四大核糖体结构方法被广泛应用于核糖体结构的研究,分别是:X射线晶体学、电镜、质谱和核磁共振。

电镜技术为核糖体研究提供了一种高分辨率技术。

许多核糖体结构是通过这种技术发现的,比如:大肠杆菌的70S核糖体,以及人类体细胞的80S核糖体。

但是电镜不能提供关于核糖体原子级别的细节描述,只能看到形态的纹理和轮廓。

X射线晶体学方法可以提供直接的原子级别的结构信息。

对于70S核糖体的晶体结构,已经得到了不少的分辨率的提高。

要获得这一结构,首先必须要洗净核糖体以去除其中的外围蛋白质,然后将其与其他代谢产物一起冷冻,然后将其存在冷冻液中进行扫描。

整个过程有些长,能够得到的结果却是非常精确的。

核糖体的功能核糖体的功能是将mRNA转化成蛋白质,这是蛋白质合成的关键环节。

这个过程中,核糖体首先与启动子的mRNA结合,之后,tRNA进入A位叶片,再进入P位叶片,mRNA则一点点向右滑动。

多功能核糖体的研究及其在药物开发中的应用

多功能核糖体的研究及其在药物开发中的应用

多功能核糖体的研究及其在药物开发中的应用随着分子生物学和生物技术的发展,核糖体作为细胞中重要的蛋白质合成机器逐渐引起人们的关注。

近年来,人们发现核糖体不仅仅是蛋白质合成机器,还拥有广泛的生物学功能。

这些功能不仅仅是在细胞内发挥作用,有一些功能还可以应用于药物开发等方面。

1、核糖体的结构和功能核糖体是细胞内重要的蛋白质合成机器,它由四种不同的RNA 分子及许多不同的蛋白质组成。

它们按照不同的比例组合成40S 和60S的亚基,并合成了80S的成体核糖体。

核糖体的主要功能是将mRNA上的信息转化成具有相应氨基酸序列的蛋白质。

当核糖体与mRNA相结合时,mRNA上的信息被读取,并根据特定的密码子与tRNA上的氨基酸配对。

这些配对通过连续形成肽键,从而合成了新的蛋白质。

除此之外,核糖体还拥有其他的生物学功能。

例如,核糖体可以参与在细胞周期的调节中,控制细胞的增殖和分化;核糖体还可以参与细胞的调节和响应,以及DNA修复和RNA组装等方面。

2、多功能核糖体的研究在逐渐认识到核糖体的生物学功能之后,人们开始从各个方面对多功能核糖体进行研究。

目前,多功能核糖体的研究主要包括以下几个方面:2.1、多个核糖体“同工酶”的发现随着研究的不断深入,人们发现在不同物种的细胞中,存在多种不同的核糖体。

这些核糖体在结构上和功能上有着不同的特点。

例如,在霉菌中,存在两种不同的核糖体,它们的亚基在组合形式上略有不同,因此常常被称为同工酶。

这些同工酶在细胞中也发挥着差异化的生物学功能。

2.2、核糖体与其他 cellular 的相互作用除了参与蛋白质合成以外,核糖体还可以与其他细胞内物质相互作用,如与RNA聚合酶、转录调控因子和RNA切割酶等参与细胞核内转录调控中。

2.3、核糖体在细胞周期调节中的作用许多研究表明,核糖体在细胞周期调节中发挥着重要作用。

其主要表现为,核糖体样蛋白复合物可以抑制细胞周期的进程,从而控制细胞的增殖和分化。

2.4、核糖体在免疫系统中的作用研究表明,核糖体在免疫系统中也发挥着重要作用。

核糖体的结构和功能研究

核糖体的结构和功能研究

核糖体的结构和功能研究核糖体是细胞内重要的生物分子,它具有生物合成的功能,是生命活动中不可或缺的组成部分。

研究核糖体的结构和功能,对于理解生物分子合成的机制、进而深入探究生物体的生命活动具有重要的意义。

一、核糖体的基本结构核糖体是由蛋白质和核糖核酸(rRNA)两个组分组成的。

在大多数细胞中,核糖体有两种类型,即小核糖体和大核糖体。

小核糖体是由一个rRNA分子和数个蛋白质组成,其NMW大约为2.5×10^6。

大核糖体的组成比小核糖体更为复杂,具体组成因物种和组织类型而有所不同。

大核糖体的基本结构是由四个rRNA分子和80-90种蛋白质组成,他们交织在一起,形成了一个巨大的核糖体颗粒,其NMW可达到4×10^6。

二、核糖体的功能核糖体的主要功能是在蛋白质生物合成的过程中起到载体和催化剂的作用。

它能够将mRNA的信息转化为蛋白质序列,并参与翻译过程中的各个环节,包括反应速率的调控,核酸和蛋白质间的相互作用等。

在这一过程中,核糖体通过结构和构象的变化及内部不同子结构间的协同作用,完成了具有高度井然有序性的复杂生物化学反应。

三、核糖体结构的研究核糖体的结构研究是从解析其高分子组成的结构开始的。

X射线晶体学技术是核糖体结构研究中最重要的方法之一,它可以得到高分辨率的核糖体结构图像,为研究核糖体的构象和三维结构提供了重要的实验手段。

通过对不同物种和亚型的核糖体结构的比较分析,可以揭示不同种类核糖体的结构和功能之间的关系,进而探究核糖体的生物合成机制和进化历程。

在最近几年,冷冻电镜技术被广泛应用于核糖体的结构研究领域。

这一技术通过在低温下将核糖体冻结,并使用电子显微镜对样品进行成像,能够得到高分辨率的核糖体结构图像。

此外,核磁共振也被应用于核糖体结构研究领域,其拓宽了我们对核糖体内部动力学和构象的认知。

四、核糖体功能的研究核糖体功能的研究是近年来生态毒物学领域的重点之一。

核糖体信号网络调控了多种细胞代谢和生化途径,与生态环境的重大变化会导致核糖体的信号网络改变,从而改变整个细胞的生化代谢。

核糖体结构与功能的研究进展

核糖体结构与功能的研究进展

核糖体结构与功能的研究进展核糖体,是细胞内的一种大分子结构,由rRNA和蛋白质相互结合而成。

在生物学中,它是蛋白质合成的重要环节之一,同时也是细胞内多种生物过程的调控者。

随着生物技术的不断发展以及实验技术的日益成熟,越来越多的生物学家对核糖体的结构和功能进行了深入的研究,目前在核糖体结构与功能的研究方面,已经取得了很多令人瞩目的进展。

一、核糖体的基本结构要了解核糖体的功能,首先需要了解它的基本结构。

目前已知的所有细胞中都有不同种类的核糖体。

一般来讲,细菌的核糖体较小,由三种不同的RNA和蛋白质组成,而真核生物的核糖体则由四种不同的RNA和蛋白质组成。

这些RNA的长度和序列也有所不同,在核糖体中所扮演的角色也有所不同。

核糖体的结构主要分为两个子单位,即大的50S和小的30S子单位。

在细胞内,核糖体的组装过程是高度协调的。

其中最重要的是16S rRNA,它是30S子单位的主要成分,同时还承担着辅助识别tRNA和mRNA等功能。

而50S子单位则由23S rRNA和5SrRNA以及多种蛋白质组成。

这些分子相互作用,形成一个完整的核糖体结构,能够在蛋白质合成过程中发挥重要作用。

二、核糖体在蛋白质合成中的作用在蛋白质合成过程中,RNA是一个至关重要的角色。

蛋白质合成的第一步是将mRNA转录成RNA的线性序列,这个过程由RNA聚合酶完成。

这种RNA序列通常被称为mRNA,它含有用于构建蛋白质的编码信息。

此后,RNA将mRNA带入核糖体中,寻找与mRNA中特定编码的tRNA互补的序列。

一旦准确的tRNA与其互补的mRNA序列结合,就会被“考虑”加入正在生长的蛋白质中。

此外,核糖体还有一些重要的功能。

它可以作为一种调节剂,传达特定的信息给细胞内的其他蛋白质。

此外,核糖体在RNA的降解中也扮演着重要角色。

在这些过程中,核糖体结构的特异性起着重要作用,所以研究其结构和功能对于细胞生物学和生物药物的研发都具有重要意义。

核糖体和蛋白质合成过程的研究

核糖体和蛋白质合成过程的研究

核糖体和蛋白质合成过程的研究近年来,蛋白质合成的研究一直备受关注,因为蛋白质在生命中起着关键的作用。

而核糖体是进行蛋白质合成的重要工具,在这个过程中发挥了重要的作用。

本文将详细介绍核糖体和蛋白质合成的相关研究。

一、核糖体的发现与结构核糖体最早是在20世纪50年代初被发现的。

生物学家们通过实验发现,核糖体是由不同大小的核糖核酸(rRNA)和蛋白质组成的。

早期的研究表明,核糖体由两个不同的亚基组成,即大亚基和小亚基。

大亚基中含有多种蛋白质和几百个核糖核酸,而小亚基只有少量蛋白质和几十个核糖核酸。

随着技术的不断进步,科学家们对核糖体的结构进行了更加深入的研究。

目前我们已经知道,核糖体的结构非常复杂,其大小和形状也不同。

不同生物种类之间的核糖体结构也有所不同。

尽管如此,核糖体都含有两个亚基,就像早期研究所发现的那样。

大亚基和小亚基中含有的蛋白质和核糖核酸也有所不同。

二、核糖体如何进行蛋白质合成核糖体是进行蛋白质合成的重要工具。

在这个过程中,核糖体与信使RNA (mRNA)和转运RNA(tRNA)相互作用。

mRNA是由DNA转录而来的,它带有一个序列,这个序列指导核糖体在合成蛋白质时把氨基酸按照正确的顺序连接起来。

tRNA是一种RNA分子,它将氨基酸带到核糖体那里,并将之与目标mRNA上相匹配的三个核苷酸序列连接起来。

在蛋白质合成过程中,核糖体将mRNA呈线型折叠成三维的结构,然后在其上运行,胜过第一氨基酸的嵌入第一个腔内,并与tRNA配对。

在核糖体的加持下,tRNA中的氨基酸与mRNA上的氨基酸配对,继而完成氨基酸的连接,合成蛋白质链。

这个过程重复多次,直到整个蛋白质合成完成。

三、核糖体和蛋白质合成过程的研究核糖体和蛋白质合成过程的研究为我们提供了增进对生命活动的认识的突破口。

当今这个时代,在过去不曾预见的技术进步与交叉学科融合的背景下,我们越来越了解蛋白质合成过程以及生物分子相互作用的本质。

近年来,一些研究人员使用高级成像技术,如电子显微镜和X射线衍射,来获取核糖体和蛋白质合成过程的三维结构。

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核糖体的研究综述
安钰坤
摘要:核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒,主要由RNA(rRNA)和蛋白质构成,其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链,核糖体是细胞内蛋白质合成的分子机器。

核糖体的研究对生物生存、繁殖、发育和遗传均是十分重要的。

对核糖体的研究是近年来生命科学研究的热点,本文综述了核糖体的研究现状。

关键字:核糖体,蛋白质,亚基
1.核糖体的发现与功能
核糖体是由罗马尼亚籍细胞生物学家乔治·埃米尔·帕拉德(George Emil Palade)用电子显微镜于1955年在哺乳类与禽类动物细胞中首次发现的,他将这种新细胞器描述为密集的微粒或颗粒[1]。

一年之后,A. J. Hodge等人在多种植物的体细胞中也发现了核糖体,可是当时人们仍无法将微粒体中的核糖体完全区分开来。

后来,乔治·帕拉德以及阿尔伯特·克劳德和克里斯汀·德·迪夫因发现核糖体于1974年被授于诺贝尔生理学或医学奖。

虽然核糖体作为一种细胞器在20世纪50年代初期已被发现,但对这种细胞器仍没有统一的命名。

直到1958年,科学家理查德·B·罗伯茨才推荐人们使用“核糖体”一词。

(图1为典型的细胞图解)
Figure 1:典型的细胞图解,其中显示了几种主要细胞器及一些重要细胞结构:1.核仁2.细胞核3.核糖体4.囊泡 5.糙面内质网6.高尔基体7.细胞骨架8.光面内质网9.线粒体10.液
泡11.细胞质12.溶酶体13.中心粒
核糖体是细胞内一种核糖核蛋白颗粒(ribonucleoprotein particle),主要由RNA(rRNA)和蛋白质构成,其惟一功能是按照mRNA的指令将氨基酸合成蛋白质多肽链。

因此核糖体是细胞不可缺少的基本结构,存在于所有细胞中。

核糖体往往并不是单个独立地执行功能,而是由多个核糖体串连在一条mRNA分子上高效地进行肽键的合成。

这种具有特殊功能与形态的核糖体与mRNA的聚合
体称为多聚核糖体。

(图2为核糖体合成蛋白质过程)
Figure 2:核糖体合成蛋白质
2.核糖体的合成与结构
在细菌细胞中,核糖体是通过对多个rDNA的操纵子的转录在细胞质中合成的[2]。

而在真核细胞中,核糖体的合成主要发生在细胞核的核仁(细胞核中的一个区域)里。

在该区域中,rDNA转录产生的45S rRNA前体(rRNA的前体分子)与从细胞质中运来的蛋白质结合形成80S rRNP前体,80S rRNP前体再经过加工(其中的45S rRNA前体被RNA酶裂解成5.8S rRNA、18S rRNA及28Sr RNA 的较小的rRNA片段),在5-10min内剪切成32S rRNP和20S rRNP。

20S rRNP 在5min内再经加工形成12S rRNP,率先装配成40S核糖体亚基。

32S rRNP在经加工剪切为28S rRNP及5.8S rRNP后,需耗费约30min才能与在核仁外合成的5S rRNA(5S rDNA不定位在核仁组织区)共同装配成60S核糖体亚基。

大小亚基装配完成后,可经核孔排入细胞质。

核糖体一般的合成过程需要超过200种蛋白质的协同配合来完成聚合、加工核糖体内的4个rRNA,以及将rRNA和多种核糖体蛋白捆绑、组装在一起。

核糖体都由一大一小两个亚基构成,这两个亚基中各具有为合成中的肽链、mRNA、tRNA及翻译因子等分子提供的特殊的结构[5]。

核糖体大亚基与小亚基之间存在称为“桥”的接触面,总共有12对桥将大、小亚基连接起来,它们还起到大、小亚基间传递信息的作用。

70S核糖体的这些桥中,除了3对桥中包含了RP,其余的桥都由rRNA组成。

rRNA桥主要由16S rRNA小沟与23S rRNA 小沟之间的相互作用来建立。

rRNA-RP桥则通过蛋白质识别RNA结构而实现。

(图3为核糖体的组成)
核糖体大亚基外侧边缘有三个较明显的凸起,凸起之间有两处凹陷。

大亚基内部有一条起源于肽酰转移酶中心附近,横贯大亚基的、为合成中的肽链提供的狭长通道(称为“肽链输出通道”),这条通道长约35aa(约8.5nm)。

各种原核生物50S大亚基肽链输出通道的孔径大小并不完全相同(孔径最大约2nm,最小约1nm),主要由23S rRNA构成,同时需要一些RP(如L4、L22、L39等)辅助成形。

有研究认为该通道具有动态的结构,不仅能与新生肽链中的效应模体相互作用调节翻译效率,而且能够调节通过通道的多肽链的共翻译折叠及翻译后修饰[3]。

核糖体小亚基大致呈扁弧形,一面也有凹陷。

在小亚基一端约三分之一处有一条为mRNA穿过提供的凹槽(也称为小亚基的“颈部”),该凹槽处的空间局限使得mRNA的解码区呈现U形转角构象。

在进行翻译前,两个游离的亚基结合在一起,协同翻译夹在两者之间的mRNA链。

Figure 3 核糖体大亚基(红色)和核糖体小亚基(蓝色)相互嵌合组成完整的核糖体
3.核糖体的研究进展
从20世纪80年代探索核糖体的结晶开始,在1980年,Yonath 研究组报道了Bacillusstearothermophilus(现称为Geobacillusstearothermophilus,嗜热脂肪地芽孢杆菌)核糖体50 S亚基的结晶。

1987年他们又报道了可以衍射到6Å分辨率的50 S 亚基晶体。

同年,另一个研究组报道了30 S 和70 S 的Thermus thermophilus 核糖体的结晶,而Yonath 研究组也大约在同时报道了T. thermophilus 核糖体的结晶。

1991 年,Yonath 研究组首先得到了高分辨率的核糖体晶体——3.0Å分辨率的Haloarcula marismortui 核糖体50 S 亚基晶体。

20世纪90代以来一系列大分子晶体学技术方面的进展为核糖体结构解析提供了重要的基础。

例如,在液氮温度下收集衍射数据极大地提高了核糖体抗辐射性能,而核糖体也是最早应用这一技术的晶体。

1991 年,Yonath 研究组报道了在3Å分辨率下对H. marismortui 核糖体50 S 亚基的结构尝试性初步分析,这是这个领域里的一个重要突破。

2000 年,一系列高分辨率核糖体晶体结构被发表。

Steitz 研究组报道了H. marismortui核糖体50S亚基的2.4Å分辨率结构,Ramakrishnan 研究组报道了T. thermophilus核糖体30 S亚基的3.0Å分辨率结构,而Yonath研究组也报道了同一个分子的3.3Å分辨率结构。

2005 年,美国加州大学的一个研究组报道了大肠杆菌核糖体全分子(70 S)的 3.5Å分辨率结构。

这些高分辨率的晶体结构为核糖体酶学机理的研究提供了坚实的基础.2009 年10 月7 日,瑞典皇家科学院宣布将今年的诺贝尔化学奖授予英国剑桥大学MRC 分子生物学实验室科学家文卡特拉曼·拉马克里希南(Venkatraman Ramakrishnan),美国耶鲁大学科学家托马斯·施泰茨(Thomas A. Steitz)和以色列魏茨曼科学研究所科学家阿达·约纳特(Ada E. Yonath),以表彰他们在核糖体结构和功能的研究方面所做的贡献。

这三位科学家都是用X 射线晶
体学技术测定核糖体的高分辨率分子结构并研究其结构与功能关系而获此殊荣,并平分奖金。

近年,致病菌的抗药性已经成为一个全球性的公共健康问题,每年被细菌感染夺去生命的人数逐年上升,而可用于治疗多种抗药性感染的抗生素种类已近枯竭。

现在已知的抗菌素约有一半是以细菌的核糖体作为作用靶标,细菌核糖体高分辨率的晶体结构的解析又重新燃起了人们开发全新抗生素的热情,三个获奖人之中的Steitz 已经成立了一个药物开发公司,设计和开发以细菌核糖体为靶标的抗生素,并已取得初步进展。

参考文献
[1] G.E. Palade. A small particulate component of the cytoplasm. J Biophys Biochem Cytol. 1955-01, 1 (1): 59–68. PMID 14381428
[2]Hamilton, M.G. and O'Brien, T.W. Ultracentrifugal Characterization of the Mitochondrial Ribosome and Subribosomal Particles of Bovine Liver: Molecular Size and Composition.. Biochemistry. 1974-12-17, 13 (26): 5400–5403
[3]陈初光. 核糖体肽链输出通道对基因表达的调控作用. 国外医学·分子生物学分册. 2002, (6)
[4]Bruce Alberts, et al. The Molecular Biology of the Cell, fourth edition.. Garland Science. 2002: 808. ISBN 0-8153-3218-1
[5]O'Brien, T.W. The General Occurrence of 55S Ribosomes in Mammalian Liver Mitochondria.. J. Biol. Chem. 1971-05-25, 245 (10): 3409–3417. PMID 493006。

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