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《清华大学》 2017年
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酵母核糖体大亚基组装过程的研究

马成英  
【摘要】:核糖体是细胞内蛋白生成的重要场所,在快速生长的细胞中,每分钟需要组装数以千计的核糖体。核糖体是由核糖体RNA(rRNA)和核糖体蛋白(r-蛋白)构成的两个亚基组成。核糖体的组装是一个复杂的过程。细胞质中,pre-60S上结合的eIF6的释放需要SBDS(Sdo1)与GTP酶Efl1的共同作用来完成。人类的SDBS除了参与核糖体pre-60S的成熟,其突变会导致疾病的发生(SDS)。利用生物化学和分子生物学的方法,我们发现酵母细胞的Sdo1能够与成熟的60S发生作用,并且通过其domain I-II的介导与60S形成2:2的结合模式。通过对60S-Sdo1复合物结构的分析,我们发现Sdo1结合在P位点附近并靠近H69和H38。通过对Sdo1结合位点的分析,我们推测Sdo1在60S组装末期可能通过识别P位点的状态来进行核糖体的质量监控。在核糖体生成的过程中,一个不可逆的过程就是preribosome从细胞核的输出。Nmd3是真核生物中高度保守的蛋白,是pre-60S转运过程中重要的接头蛋白,负责核糖体前体在细胞核与细胞质中转运穿梭。Nmd3的C端存在一段核出口信号序列(NES),其主要功能是负责招募Crm1并将pre-60S运输到细胞质中。通过TAP纯化的方法,我们从酵母体内纯化出pre-60S·Nmd3的复合物,并利用冷冻电镜单颗粒重构的方法解析出了分辨率为3.07?的电子密度图,并搭建了该复合物的原子模型。通过对结构的分析,我们发现pre-60S·Nmd3的复合物与成熟的60S比较相似,但是缺少部分核糖体蛋白(uL16(Rpl10)、uL10、uL11、e L40、eL41),在rRNA的构象上也存在一些区别,主要表现在L1 stalk、H69和H38上。除了核糖体蛋白和rRNA之外,该复合物中还有Nmd3、Lsg1、Tif6、Reh1四个核糖体组装因子。其中,Nmd3结合在PTC的附近,并与核糖体蛋白u L1和e L42发生作用。Lsg1主要结合在H69的上方,并与Nmd3和Tif6发生相互作用。通过对结构的分析,我们发现Reh1的C端结合在肽链通道中并与Nmd3共同作用,并将整个肽链生成的通道覆盖起来。通过对结构的分析,我们推测了pre-60S在核糖体组装末期的分子机制。Nmd3可能是PTC组装过程中的一个重要质量检测点,当Nmd3识别Rpl10组装完成后,会在GTP酶Lsg1的作用下从pre-60S上释放下来。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:Q75

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