华裔女博士连发Science，Nature文章 破解蛋白迷题

　　

生物通报道：来自加州理工学院的研究人员近期接连破解了两个蛋白机制之谜，一个发现了泛素如何添加到控制细胞周期的特异性蛋白上的机制，另外一个解开了蛋白靶向途径如何保持高度精确性的问题。这两项成果分别发表在Nature和Science这两大权威刊物上。

文章的通讯作者是加州理工学院的单舒鸥（Shu-ou Shan，音译）博士，其主要研究方向是化学与生物学的交叉学科，希望能利用生物化学和生物物理学的原理解析生物过程。

在第一篇文章中，研究人员分析了大肠杆菌中的信号识别颗粒（signal recognition particle,SRP）途径，发现机体能通过一系列的检测点排除错误，从而确保蛋白靶向的精确性。

正确的蛋白定位对于所有的细胞来说都是至关重要的，但是科学家们对于蛋白靶向途径中如何保存高度的忠实性的机制了解并不多。为了解开这一迷题，在这篇文章中，研究人员针对SRP途径展开了研究，SRP途径是一个高度保守的蛋白靶向途径，先后在真核生物、，原核生物和古细菌中被发现，在原核生物中SRP途径主要由Ffh、FtsY和scRNA组成。

研究人员通过生物物理分析方法，发现机体能通过一系列的检测点排除错误，从而确保蛋白靶向的精确性。这种机制也许能应用到其它选择性的信号识别途径中。

另外一篇文章中，研究人员首次解开了一个长期存在的谜团，即泛素(ubiquitin)如何在泛素连接酶(ubiquitin ligases)的协助下，添加到控制细胞周期的特殊蛋白质上。

研究人员对泛素添加到靶蛋白cyclin E和β-Catenin泛素化的过程进行研究，这两种靶蛋白能够控制细胞的周期。泛素标记到被降解的蛋白质上，这一过程需要有三种不同的酶E1, E2和E3的参与。简而言之，即泛素活化酶E1激活泛素并将其转移到泛素交联酶E2上，随后泛素连接酶E3识别特定的需要被泛素化的靶蛋白，并将泛素从E2上转移到靶蛋白上。

尽管科学家已经了解了上述过程，但仍然存在一个问题：多个泛素链是以一种已装配好的形式被转移到靶蛋白上呢，还是泛素链一个一个的转移到靶蛋白上？为了解决这个问题，研究人员通过一种生物学停格动画(biological stop-motion animation)进行演示，这种动画每秒钟可播放100幅图片，可以使研究人员观察泛素从E2上转移到cyclin E蛋白质底物上的每一步骤。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Sequential Checkpoints Govern Substrate Selection During Cotranslational Protein Targeting
Xin Zhang, Rumana Rashid,* Kai Wang, Shu-ou Shan

Proper protein localization is essential for all cells. However, the precise mechanism by which high fidelity is achieved is not well understood for any protein-targeting pathway. To address this fundamental question, we investigated the signal recognition particle (SRP) pathway in Escherichia coli, which delivers proteins to the bacterial inner membrane through recognition of signal sequences on cargo proteins. Fidelity was thought to arise from the inability of SRP to bind strongly to incorrect cargos. Using biophysical assays, we found that incorrect cargos were also rejected through a series of checkpoints during subsequent steps of targeting. Thus, high fidelity of substrate selection is achieved through the cumulative effect of multiple checkpoints; this principle may be generally applicable to other pathways involving selective signal recognition.