蛋白質工廠的「失落之環」

大腦、肌肉、神經、身上的皮膚毛髮乃至體內成千上萬的酵素都是由蛋白質組成,蛋白質則是由核醣體這個「製造工廠」所製造,它依據轉錄後的mRNA作為模板,日日夜夜運作生產各式各樣的蛋白質,維持生理所需的各式機能。那如此精密且勤奮運轉的工廠,又是怎麼製造出的呢?

加州大學聖地牙哥分校(UC San Diego)由James T. Kadonaga教授所率領的團隊,最近找到了這個蛋白質製造工廠的「失落之環」[1]。這項發現的重要性,將會重新改寫分子生物學的教科書,同時也讓我們對於癌症腫瘤這類不受控制的細胞生長有更深入的了解,控制癌細胞生長的技術也因而展露曙光。

在多細胞生物中,核醣體由大約80種不同蛋白質組合而成,本身具有將RNA材料聚合以建構蛋白質的催化能力。1969年,科學家們發現RNA聚合酶I和RNA聚合酶III可以用來合成核醣體RNA,但在當時,並無法確定核醣體所需的80種蛋白質是否就如同其他被核醣體生產出的蛋白質一樣,可以單純由其他核醣體讀取並利用核醣體RNA來產出。

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核醣體蛋白質的生產機制:RNA聚合酶II可透過與不同的輔助因子結合來選擇製造出不同的蛋白質,大部份體細胞蛋白質都是由RNA聚合酶II和TBP結合來生成,當要生產核醣體蛋白質時則會切換模式與TRF2輔助因子結合。

如今,James T. Kadonaga教授的團隊發現,核醣體蛋白質其實是透過一不同於一般蛋白質的程序被製造出來,那段核醣體合成的失落之環便是「RNA聚合酶II與TRF2輔助因子」。RNA聚合酶II這種酵素平時的工作是與TBP輔助因子結合來幫助生產RNA,進一步製造大部分蛋白質;但當要製造核醣體RNA時,便會出現篩選控制機制,聚合酶會拋棄TBP轉而和TRF2輔助因子結合,透過與不同輔助因子的組合,來達到特化生產核醣體蛋白質的目的。

TRF2因子和RNA聚合酶建構出的核醣體生產系統是過去未被認識的機制,這項發現將會為分子生物學與生醫領域劃開新的一頁,對於核醣體與癌症研究的貢獻,也將跨出往前的步伐。

資料來源:Biologists find ‘missing link’ in the production of protein factories in cells PHYS.ORG [June 23, 2014]


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