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具有开关功能的hairpin结构

来源:华文生技网
摘要:人体可以藉由各种精巧的机制控制蛋白表现的时间和表现量,几年前发现的核糖开关(一些信使RNA内的调控元素)就是其中一种。核糖开关的功能好像按钮般,按下后可以阻止目标蛋白的表现。因此,如果能够找到一种与病原体核糖开关相结合的药物,就可以抑制细菌和真菌中重要蛋白的表现,因此核糖开关有可能成为一种潜在的抗生素......

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        人体可以藉由各种精巧的机制控制蛋白表现的时间和表现量,几年前发现的核糖开关(一些信使RNA内的调控元素)就是其中一种。核糖开关的功能好像按钮般,按下后可以阻止目标蛋白的表现。  

        因此,如果能够找到一种与病原体核糖开关相结合的药物,就可以抑制细菌和真菌中重要蛋白的表现,因此核糖开关有可能成为一种潜在的抗生素目标。  

最近,波昂大学生命和医学科学中心研究人员在核糖开关的研究中又取得了重大突破。由Michael  Famulok率领的研究小组得到一种发夹状RNA分子(hairpin-shaped  RNA),可以区分核糖开关的开启和关闭状态。  

        为了表现目标蛋白,细胞必须先产生编码蛋白的DNA和mRNA,然后通过核糖体阅读mRNA合成蛋白。有些蛋白在其含量充足的时候,可以启动一种开关来抑制自我合成。这是因为mRNA不仅包含编码蛋白的遗传物质,而且包含具有调控功能的单元。这种蛋白质或其代谢产物可以与mRNA上的核糖开关结合,并改变核糖开关的空间结构,阻止核糖体继续读取编码蛋白的mRNA片段。  

        比如,当焦磷酸硫胺素(thiamine  pyrophosphate,TPP)与大肠杆菌的thiM  核糖开关结合后,核糖体识别的mRNA片段(TPP的阅读起点)被遮蔽了。  

        Michael  Famulok及其同事寻找一种可以区分核糖开关开启和关闭状态的探针。Aptamers(核酸适体)是已知的可以区分蛋白不同状态的小  RNA,与抗生素类似,采用特异的空间结构,选择性地与目标蛋白分子结合。  

        研究人员选择了两种小的发夹型核酸适体,能够与处于开启状态的核糖开关牢固且专一地结合。结果显示,两种核酸适体结合的区域不同:一种结合TPP的结合位置,一种结合负责核糖开关结构转变的区域。      

        Famulok等希望利用这些核酸适体来研究核糖开关的功能,希望可以研制出全新的抗菌剂,用以阻断细菌thiM  核糖开关(如TPP)。
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