第一时间实时观察内部核糖体的分子相互作用

核糖体是在细胞内的一种蛋白的工厂，因此长期以来一直为药物发现的主要目标。现在，由一个团队的技术进步威尔康乃尔医学院，已作好准备，彻底改变该领域的研究。

这是第一次，科学家已经开发出一种在分子水平上，内支撑对蛋白质合成的核糖体的关键结构过程的实时电影的观测手段。他们能够做到的方式，应该有一天允许抑制核糖体的新型药物的筛选，或改善现有的抗生素，有时有毒。

研究的资深作者斯科特博士布兰查德，助理教授说：“这确实是我们希望我们能够实现的原则证明 - 我们可以在一个非常强大的和高通量的方式使这些类型的测量，威尔康乃尔医学院生理学和生物物理学。

他的研究小组发表了他们的研究成果，在分子细胞。

核糖体是由约60家不同的分子。这些分子一起工作以复杂的方式，使用RNA中发现生产出的蛋白质，细胞需要的生活和成长的指示。

在药物开发的世界，这是高估了核糖体的重要性 - 例如，超过一半今天的抗生素的目标这个关键的蜂窝机器。

，“布兰查德博士解释说：”在信使RNA的形式核糖体的遗传指令。 “这些基因指令翻译成蛋白质的过程中涉及的转运RNA（tRNA）的核糖体RNA分子的选择。”

这个选择过程中是决定性的因素，与他们的最终产品的蛋白质的基因序列。

然而，科学家多年，什么了解核糖体的活动 - 以及如何药物可能会影响它 - 一直猜测，因为它已经几乎不可能在这个微小的结构，以查看的分子活动的第一手资料。

但布兰查德博士的工作已经取得了突破：在显微镜的尖端技术被称为单分子荧光共振能量转移（smFRET），它使用一种全新的方式建立长期技术。

“使用这项技术，我们能够收集到的光的光子同时从许多单个分子的，”他说。 “这个信息报告一个生物分子的位置，它与其它分子和分子本身微小的议案的相互作用。这项技术之前，调查的分子过程是像试图找出如何车看在高速公路上从一个卫星高可达交通工作在空间上，现在，如果我们能够能够直接检查个别车。其实，无论是重要的，但这一新的视角应该去努力改善我们了解如何将这些机器操作很长的路要走。“

一个分子的观测时间是精细的，当然，但有效的药物发现需要十万甚至上千种化合物在“高通量”的方式进行快速分析。

布兰查德博士的研究小组在他们的最新研究，使用smFRET跟踪tRNA的阵地内的核糖体深亚纳米运动（这是一个约百万分之一英寸的距离变化）。

“我们观察到核糖体的三个离散的tRNA配置interconvert 100毫秒时间尺度上，包括一个中间的”混合型“配置，从来没有人有证据前，”研究者说。

科学家的能力，使近实时测量核糖体的结构的变化，在功能，可研究的最大成就。

“您不仅可以使核糖体的结构极其敏感的测量随着时间的推移，你也可以配体，包括抗生素检测系统如何变化，”布兰查德博士说。这些测量应能够在一种高通量的方式进行，他指出。

“布兰查德博士补充说：”我们的下一步是看具体的药物如何影响核糖体内部的动态过程，。 “我们猜测，毒品的活动，阻止正常的核糖体的功能可以被测量如何，他们改变抑扬顿挫的分子结构事件检测作为我的研究生顾问创造了它，它像一个分子心电图的。这种新的，如何近距离看分子机器的工作，以及如何他们的治疗药物的影响应敞开大门，在药物发现更好的机会。“

这项工作是由美国国立普通医学科学研究所和爱丽丝Baumfalk慈善信托基金资助。

合作研究者包括首席研究员詹姆斯B.蒙罗以及罗杰B.奥特曼和弥敦道奥康纳 - 所有的生理学，生物物理学和系统生物学在康奈尔系。

http://www.med.cornell.edu