Den livsviktiga proteinsyntesen i nytt ljus

Med hjälp av massiva datorberäkningar har Uppsalaforskare lyckats hitta en förklaring till hur nyproducerade proteiner ”lossnar” från proteinfabriken – ribosomen. Resultaten, som publiceras i senaste upplagan av Molecular Cell, förklarar samtidigt en rad experiment som utförts på senare år och ger en idé om hur den sinnrika proteinsyntesen utvecklats under evolutionen. I cellernas ribosomer sker den livsviktiga proteinsyntesen där den genetiska koden avläses och aminosyror kopplas ihop till nya proteiner. Aminosyrorna levereras av tRNA-molekyler och för varje genetiskt kodord finns specifika sådana tRNA som kommer med rätt aminosyra. För att ribosomen skall veta att ett protein är färdigsyntetiserat slutar varje gen med ett kodord som säger ”stopp!”. Sådana stoppsignaler känns inte igen av tRNA-molekyler, men däremot av speciella proteiner som kallas termineringsfaktorer. Dessa molekyler avläser stoppsignalen med sin ena ände, medan en annan del av termineringsfaktorn ser till att det nybildade proteinet lossnar från ribosomen. Eftersom den sista aminosyran i det nya proteinet fortfarande sitter bunden till sin tRNA-molekyl är det en speciell kemisk bindning som måste brytas för att proteinet skall komma loss. Trots att termineringsfaktorerna upptäcktes redan för fyrtio år sedan, har frågan hur de kan frigöra det färdiga proteinet från ribosomen förblivit obesvarad. Stefan Trobro och Johan Åqvist vid institutionen för cell- och molekylärbiologi vid Uppsala universitet har nu lyckats, med massiva datorberäkningar, räkna ut hur detta kan gå till. Eftersom formen på termineringsfaktorn när den sitter fast på ribosomen endast var känd i grova drag, till skillnad från själva ribosomen, var man tvungen att först räkna ut hur faktorn ser ut i detalj. - Detta innebär ett så kallat dockningsproblem, där man försöker förutsäga hur komplicerade molekyler kan binda till varandra, och dessa kan numera i allt högre grad lösas med datorberäkningar, säger Johan Åqvist. Den lösning forskarna fick fram visade sig vara fullt kapabel att katalysera den kritiska kemiska reaktionen som krävs för att frigöra proteinet. Resultaten från denna modell förklarar en rad biokemiska experiment som utförts under senare år. Speciellt anmärkningsvärd är likheten i mekanismerna hos de två reaktioner som äger rum på ribosomen, nämligen proteinsyntes och terminering. Detta tyder på att de första ribosomerna redan i forna tider klarade av bägge reaktionerna, om än mycket långsamt. Senare tiders termineringsfaktorer har troligen utvecklats för att snabba på lösgörandet av nya proteiner från ribosomen. Länk till artikeln: http://www.molecule.org/content/article/abstract?uid=PIIS1097276507004443 Mer information: Johan Åqvist, 070-425 04 04, e-post: aqvist@xray.bmc.uu.se