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Nature:科學家找到殺死抗藥細菌的新靶點

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摘要:德國科學家最近闡明了一個細菌回收上停滯核糖體的新機制當上缺少終止密碼子就會導致核糖體無法從上脫離參與該過程的蛋白為未來開發新抗生素藥物提供了潛在靶點

Nature:科學家找到殺死抗藥細菌的新靶點

2016年12月8日訊 /生物谷BIOON/ --德國科學家最近闡明了一個細菌回收mRNA上停滯核糖體的新機制,當mRNA上缺少終止密碼子就會導致核糖體無法從mRNA上脫離。參與該過程的蛋白為未來開發新抗生素藥物提供了潛在靶點。

對傳統抗生素產生抵抗的抗藥細菌越來越成為一個嚴重的醫學難題,因此急需開發可以攻擊新靶點的新抗生素。“許多抗生素通過作用于細菌核糖體抑制蛋白合成過程中的多個步驟來發揮作用。”生化學家Daniel Wilson指出。但是停滯核糖體的回收過程被大家所忽視。該研究對核糖體的回收過程進行了全面的結構學研究。研究結果發表在國際學術期刊Nature上。

核糖體是將mRNA攜帶的遺傳信息翻譯成蛋白質的細胞器。核糖體能夠向一個固定方向“閱讀”核苷酸序列,當遇到終止密碼子就會從mRNA上釋放。但是mRNA合成和加工過程中產生的錯誤會導致mRNA缺少終止信號,引起核糖體一直附著在mRNA 和正在合成的蛋白質上發生停滯。細胞進化出幾種方式來幫助核糖體從mRNA上脫離,并對這些核糖體進行回收再利用。

Wilson的研究團隊利用冷凍電鏡技術確定了細菌內負責核糖體回收的因子ArfA的結構。他們的分析揭示了ArfA如何從一個有缺陷的mRNA上識別停滯的核糖體,隨后招募一個釋放因子將核糖體從未完成的蛋白上解除。這樣就可以使停滯的核糖體從mRNA上釋放,按照正常方式分離成大小亞基。分離的大小亞基又可以重新與另一個mRNA接觸,繼續進行蛋白質的合成。

“我們的結果有助于開發新的抗生素,抑制ArfA介導的核糖體回收。”Wilson這樣說道。由于人類核糖體的回收依賴于一些與ArfA無關的因子,這樣的抑制劑應該只能特異性作用于細菌核糖體,通過切斷游離核糖體的供應逐漸殺死細菌。(生物谷Bioon.com)

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Nature:科學家找到殺死抗藥細菌的新靶點

DOI: 10.1038/nature20821 

Structural basis for ArfA–RF2-mediated translation termination on mRNAs lacking stop codons

Paul Huter, Claudia Müller, Bertrand Beckert, Stefan Arenz, Otto Berninghausen, Roland Beckmann & Daniel N. Wilson

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