线粒体核糖体——细胞器中的翻译机器.pdfVIP

((生命的化学 2010年30卷 1期 · 70 · ●M iniReview CHEMISTRY0FLIFE2010，30(1) 文章编号：1000—1336(2010)01—0070—06 线粒体核糖体——细胞器中的翻译机器 周 玮 刘次全 ， ， 湖南农业大学生物安全科学技术学院，长沙410128 云南大学现代理论生物研究中心，昆明650091； 中国科学院昆明动物研究所，昆明650223； 北京大学理论生物学中心，北京 10087l； 大连理工大学高科技研究院，大连 116024 摘要：线粒体核糖体作为细胞器 中的翻译机器，与细菌核糖体 以及真核细胞质核糖体在 rRNA和蛋 白质组分、拓扑 结构、来源等方面差异显著 。本文综述线粒体核糖体研究进展，对 比分析其理化性质和实验结构的相似性 与特殊 性 。基于线粒体核糖体的结构和生物学功能进一步推测 ：经过与 tRNA 的相互识别和空间取 向，mRNA链构象能否 影响其编码产物——新生肽链 的构象，期望揭示 mRNA在翻译过程 中可能的作用机理 。 关键词：线粒体核糖体；翻译机器；理化性质 ；拓扑结构；mRNA 构象 中图分类号：Q71 相对于被研究报导较少的细菌核糖体和真核胞 来2009午的 “诺贝尔化学奖”桂冠，也为我们从核 质核糖体，目前对线粒体核糖体(mitoribosome，MR)细 糖体(特别是MR)的结构和生物学功能出发，探索经 胞器中翻译机器的关注和研究则更少。基凶组学的 mRNA．tRNA的相互识别和空间取向后，mRNA在翻 研究认为，线粒体是需氧真细菌 (特别是变形菌纲 译过程 中的构象普适性和特殊性建立 了一条新途径。 的 亚纲)与其早期的真核细胞宿主内共生后的进化 1．MR的理化性质及结构特征 产物n0】，因此推测MR在结构和功能方面更接近细 1．1MR的理化性质 菌核糖体。核基因编码的MR蛋 白质进入线粒体后， 任何类型的核糖体均 由小亚基 (smallsubunit， 与线粒体 自身转录的rRNA共同组装成MR，合成氧 ssu)和大亚基(1argesubunit，LSU)组成，但其沉降系 化磷酸化系统和生成ATP所需的 13个蛋白质[3。最 数和组份依来源而异(表 1)。MR中的rRNA因缺少一 近的线粒体蛋 白质组学研究了其中9个蛋 白质[5]。除 些特定二级结构元素而导致约半数的细菌rRNA在 此之外，还有新的证据证明MR与细胞凋亡直接相 MR中缺失；蛋白质数量则较多，其中约半数为MR 关6】『，可以作为药物靶点盯]，并认为MR与动物种系 特有[17,19】，有些MR蛋白质因增添功能域而变大，有 形成密切相关 】。对MR的研究有助于了解其结构、 些新蛋 白质则是通过复制已有的MR蛋 白质而来 【们。 功能、生物合成和系统进化等重要问题 【。 因此，MR中蛋白质：rRNA比率(69—31％)与细菌核糖 有关核糖体结构和功能的研究为其研究人员带 体中蛋 白质：rRNA比率(33--67％)和真核胞质核糖体中 蛋 白质：rRNA比率(40,--60％)不同。近期的线粒体蛋白 质组学研究已涉及到MR的59个组分蛋 白质 】。不 收稿 日期：2009．09．