Nature子刊：清华大学高宁研究组揭示组装末期的酵母核糖体前体的高分辨冷冻电镜结构

2017年1月23日，国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《NatureStructuralMolecularBiology》杂志在线发表了清华大学生命科学学学院高宁研究组和美国卡内基梅隆大学教授研究组合作发表题为《结合有Nmd3、Lsg1、Tif6及Reh1的细胞质核糖体大亚基组装前体的结构快照》(Structuralsnapshotofcytoplasmicpre-60SribosomalparticlesboundbyNmd3,Lsg1,Tif6andReh1)的研究论文。论文解析了酵母核糖体大亚基的成熟末期前体的近原子分辨率结构，并揭示了酵母核糖体亚基晚期组装的分子机制以及几种组装因子在核糖体组装过程中的作用机理。高宁研究组的博士生马成英(清华大学2016届毕业生)为论文的第一作者。高宁和教授为论文共同通讯作者。

核糖体是细胞内蛋白生成的重要场所，核糖体分为大亚基和小亚基两个部分，并分别由核糖体RNA(rRNA)和核糖体蛋白(r-proteins)组成。核糖体的组装是一个非常复杂的过程，需要大量的核糖体组装因子的参与。核糖体成熟过程中的一个重要的步骤是核糖体前体从细胞核运输到细胞质之中。其中，Nmd3是真核生物中高度保守的蛋白，是pre-60S转运过程中重要的接头蛋白，它可以通过其C端存在的一段核输出信号序列(NES)，招募Crm1并将pre-60S从细胞核运输到细胞质中。本论文以酵母成熟因子Nmd3为靶蛋白，从酵母细胞内纯化出结合有Nmd3的pre-60S·复合物，利用冷冻电镜单颗粒重构的方法解析出了分辨率为3.07Å的结构。结构分析表明pre-60S复合物缺少部分晚期结合的核糖体蛋白(uL16、uL10、uL11、eL40、eL41)，但是结构整体上展现出一种接近成熟状态的构象。除了Nmd3，该复合物中还结合有Lsg1、Tif6、Reh1三种核糖体组装因子。课题组在进一步的分析中提出了这些组装因子在pre-60S成熟过程的可能分子机制。相关阅读：Nature:清华大学高宁研究组等报道酵母核糖体组装前体的高分辨冷冻电镜结构

图：酵母核糖体大亚基组装前体的胞质内晚期成熟模型

原文摘要：

Akeyste,ahighlyconservedproteinineukaryotes,(cryo-EM)tocharacterizeSacchaiclatestageofcytoplasmicpre-60SmaturationinwhichribosomalproteinsuL16,uL10,uL11,eL40andeL41aredeficient,butribosomeassemblyfactorsNmd3,Lsg1,(PTC).Inparticular,,Reh1isanchoredtotheexitofthepolypeptidetunnel,bly,andprovideinformationaboutfunctionalandmechanisticrolesoftheseassemblyfactorsinthematurationofthe60Sribosomalsubunit.