蛋白质工厂的“失落之环”

大脑、肌肉、神经、身上的皮肤毛发乃至体内成千上万的酵素都是由蛋白质组成,蛋白质则是由核糖体这个“制造工厂”所制造,它依据转录后的mRNA作为模板,日日夜夜运作生产各式各样的蛋白质,维持生理所需的各式机能。那如此精密且勤奋运转的工厂,又是怎么制造出的呢?

加州大学圣地牙哥分校(UC San Diego)由James T. Kadonaga教授所率领的团队,找到了这个蛋白质制造工厂的“失落之环”。这项发现的重要性,将会重新改写分子生物学的教科书,同时也让我们对于癌症肿瘤这类不受控制的细胞生长有更深入的了解,控制癌细胞生长的技术也因而展露曙光。

在多细胞生物中,核糖体由大约80种不同蛋白质组合而成,本身具有将RNA材料聚合以建构蛋白质的催化能力。 1969年,科学家们发现RNA聚合酶I和RNA聚合酶III可以用来合成核糖体RNA,但在当时,并无法确定核糖体所需的80种蛋白质是否就如同其他被核糖体生产出的蛋白质一样,可以单纯由其他核糖体读取并利用核糖体RNA来产出。

核糖体蛋白质的生产机制:RNA聚合酶II可透过与不同的辅助因子结合来选择制造出不同的蛋白质,大部份体细胞蛋白质都是由RNA聚合酶II和TBP结合来生成,当要生产核糖体蛋白质时则会切换模式与TRF2辅助因子结合。

如今,James T. Kadonaga教授的团队发现,核糖体蛋白质其实是透过一不同于一般蛋白质的程序被制造出来,那段核糖体合成的失落之环便是“RNA聚合酶II与TRF2辅助因子”。 RNA聚合酶II这种酵素平时的工作是与TBP辅助因子结合来帮助生产RNA,进一步制造大部分蛋白质;但当要制造核糖体RNA时,便会出现筛选控制机制,聚合酶会抛弃TBP转而和TRF2辅助因子结合,透过与不同辅助因子的组合,来达到特化生产核糖体蛋白质的目的。

TRF2因子和RNA聚合酶建构出的核糖体生产系统是过去未被认识的机制,这项发现将会为分子生物学与生医领域划开新的一页,对于核糖体与癌症研究的贡献,也将跨出往前的步伐。

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