Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Les scientifiques de laboratoire de Berkeley indiquent comment protéine-effectuer la machine courbe sans se briser

Cela ressemble à de l'exagération d'une annonce publicitaire informative de fin de nuit : Il peut se déformer et courber sans se briser ! Et l'attente, là est plus : Elle pourrait un jour vous aider à défendre hors circuit la maladie !

Mais dans ce cas il est vrai, grâce aux scientifiques de plusieurs institutions comprenant le ministère de l'énergie des États-Unis le laboratoire national de Lawrence Berkeley. Elles ont dérivé des structures de définition d'atomique-écaille de la machine protéine-effectuante des cellules, le ribosome, aux étapes clé de sa fonction.

Les structures, développées principalement à la source lumineuse avancée du laboratoire de Berkeley, indiquent que la capacité du ribosome de tourner une valeur incroyable sans tomber en morceaux est due au springiness jamais-avant-vu des widgets moléculaires qui le retiennent ensemble.

Les structures fournissent également un plan d'atome-par-atome du ribosome quand il est entièrement tourné pendant la phase finale de la synthèse des protéines. Beaucoup d'antibiotiques visent les ribosomes des microbes de pathogène avec précision à cette étape. Les structures à haute résolution pourraient permettre à des scientifiques de développer les antibiotiques qui un meilleur objectif ce talon d'Achille cellulaire, peut-être menant aux médicaments qui sont moins susceptibles de la résistance.

Les « pièces du ribosome sont beaucoup plus flexibles que nous avons précédemment pensé. De plus, maintenant que nous avons une structure ribosomique entièrement tournée, les scientifiques peuvent pouvoir développer les antibiotiques neufs qui ne sont pas comme sensibles aux mutations ribosomiques. Ceci pourrait aider à atténuer le problème énorme de la résistance de multi-drogue, » dit Jamie Cate, un scientifique de personnel dans la Division matérielle des biosciences du laboratoire de Berkeley et un professeur agrégé des biochimies, de la biologie moléculaire, et de la chimie à l'Université de Californie chez Berkeley.

Cate a conduit la recherche avec une équipe qui inclut des scientifiques d'Université de Cornell et de Duke University. Leur recherche est publiée dans la question du 20 mai de la Science de tourillon.

Le ribosome fonctionne comme une chaîne de montage de protéine. Sa plus petite sous-unité déménage le long de l'ARN messager, qui contribue l'information génétique de l'ADN des cellules. La sous-unité plus petite grippe également à l'ARN de transfert, qui branche code génétique sur une extrémité à des acides aminés de l'autre. Les acides aminés sont piqués ensemble dans des protéines par la sous-unité plus grande, qui grippe également à l'ARN de transfert. De cette façon, les deux sous-unités ribosomiques viennent ensemble pour produire les protéines qui conduisent le levage lourd dans les cellules de toutes les choses vivantes, des bactéries aux arbres aux êtres humains.

Les scientifiques ont employé des biochimies et la microscopie électronique à basse résolution pour dresser la carte une grande partie des modifications de structure du ribosome dans tout son cycle protéine-effectuant. Mais introduisez les opérations est resté peu clair, comme un mouvement rochet rochet de la petite sous-unité ribosomique relativement à la grande sous-unité comme elle déménage un sens le long de l'ARN messager pour effectuer une protéine. Ces pièces tournent relativement à des des autres, mais les scientifiques n'ont pas su comment ce mouvement se déformant de grande puissance a fonctionné dans le petit groupe moléculaire - ou pourquoi il simplement n'a pas arraché le ribosome entier à part.

Pour découvrir, les scientifiques se sont tournés vers la source lumineuse avancée, un synchrotron situé au laboratoire de Berkeley qui produit des rayons X forts pour sonder les propriétés principales des molécules. Utilisant le beamline 8.3.1 et les beamlines de SIBYLLES, elles ont déterminé la structure des ribosomes d'Escherichia coli dans deux conditions principales pour la première fois à une définition d'atomique-écaille. Dans la première condition, l'ARN de transfert est lié aux deux sous-unités dans une configuration qui se produit après le ribosome a effectué et a relâché une protéine. Dans la deuxième condition, les sous-unités du ribosome sont entièrement tournées, qui se produit quand les sous-unités sont réutilisées et préparent pour effectuer une autre protéine. Les scientifiques avaient l'habitude la cristallographie de rayon X pour rassembler ces structures à une définition approximativement de 3,2 - les ngstroms (un - ngstrom est un dix-milliardième d'un mètre, au sujet du radius des plus petits atomes).

Les structures donnantes droit, qui sont deux à trois images que précédentes plus de haute résolution de périodes du ribosome à ces conditions, captent les fonctionnements internes du ribosome comme jamais avant. Elles indiquent que la machine de ribosome contient des ressorts de compression de moléculaire-écaille et des ressorts de torsion faits d'ARN. Ces ressorts moléculaires maintiennent les sous-unités du ribosome attachées ensemble même pendant qu'ils tournent en ce qui concerne l'un l'autre.

« C'est première fois où nous avons vu le ribosome au point final de ce mouvement à cette définition, » dit Cate. « Et la question est, quand vous avez ces grands mouvements, pourquoi le ribosome ne tombe pas en morceaux. Nous avons constaté que le ribosome a les ressorts d'ARN qui règlent leur forme et lui permettent de rester ensemble pendant ces mouvements de grande puissance. »

Les structures fournissent également une voie neuve de concurrencer dans la course aux armements entre les antibiotiques et les microbes qu'elles sont conçues pour assommer.

« Le ribosome est l'un des objectifs principaux des antibiotiques, et nous avons recensé les éléments de sa rotation qui peuvent être visés par les antibiotiques nouveaux ou modifiés, » dit Cate. « Ce genre de précision a pu être particulièrement puissant dans l'âge du médicament personnalisé. Les scientifiques pourraient figurer à l'extérieur à un niveau génétique pourquoi quelqu'un ne réagit pas un antibiotique, et alors probablement commuter à un antibiotique plus efficace ce de meilleurs objectifs le microbe qui entraîne leur maladie. »