Nature发表结构生物学重要成果

不问离愁

美国能源部SLAC国家加速器实验室的研究人员首次对调控蛋白质生产的RNA开关进行了实时成像。这项重要的研究成果发表在十一月十五日的Nature杂志上，向人们展示了X射线无电子激光器（XFEL）研究RNA的强大实力。

“这是首次在原子水平上实时观察由两个生物分子化学互作触发的生物反应，”领导这项研究的结构生物学家Yun-Xing Wang说。XFEL为人们提供了其他途径无法获知的细胞基础机制。

RNA是所有细胞的关键遗传物质，根据DNA蓝图以多种方式指导核糖体生产蛋白质。核糖开关是一种存在于细菌中的特殊RNA开关。Wang及其同事研究了创伤弧菌的一个核糖开关。这个核糖开关位于一条mRNA长链上，对蛋白质合成进行调控。这条mRNA指导合成的蛋白质，负责帮助细胞生产 腺嘌呤。当细菌内的腺嘌呤过多时，腺嘌呤分子进入核糖开关的口袋，使开关变为另一个形态，改变蛋白质和腺嘌呤生产的速度。

研究人员把这种核糖开关制成纳米晶体，将其混在含有腺嘌呤分子的溶液中。每一个晶体都很小，腺嘌呤可以快速均匀的渗透进去，进入核糖体开关的口袋。随后研究人员用X射线激光器以特定的时间间隔轰击这些晶体，首次观察到了一个转瞬即逝的中间阶段。他们获得了首张核糖开关的空口袋初始状态，还发现它存在两个稍有不同的构象，只有其中一个参与了开关活性。