触发因子加速新生肽链折叠的分子机制及其在共翻译调控中的关键作用

来自《Nature》的研究团队通过选择性核糖体图谱和光镊-单分子荧光联用技术，以二氢叶酸还原酶(DHFR)为模型，揭示了大肠杆菌(Escherichia coli)分子伴侣触发因子(TF)通过促进新生肽链坍缩来加速共翻译折叠的分子机制。该发现为理解蛋白质合成质量控制、共翻译组装及翻译暂停缓解等过程提供了新视角。

　　

在蛋白质合成的奇妙旅程中，新生肽链如何正确折叠是个悬而未解的谜题。科学家们运用尖端技术揭开了分子伴侣触发因子(Trigger Factor, TF)的神秘面纱——这个存在于大肠杆菌(Escherichia coli)中的"折叠加速器"通过精妙的双阶段作用机制调控新生肽链命运。

研究团队创新性地结合选择性核糖体图谱(selective ribosome profiling)和光镊-光学镊子(optical tweezers)联用单分子荧光技术，以二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase, DHFR)为研究对象，捕捉到TF与新生肽链相互作用的动态过程。令人惊讶的是，TF并非简单"抱住"肽链，而是先通过短暂结合进行"扫描"，待肽链出现特定结构特征后转为稳定结合模式。

这种相互作用展现出精妙的双向调控：TF结合促使新生肽链发生坍缩(collapse)并稳定部分折叠结构；反过来，肽链的坍缩又延长了TF的结合时间。更关键的是，这种协同效应受翻译进程精确调控——只有当新生肽链中出现构成DHFRβ-折叠核心的关键片段时，TF的折叠加速功能才会被激活。

该发现颠覆了传统认知：分子伴侣不仅能防止错误折叠，更能主动推动正确折叠。这种共翻译折叠(cotranslational folding)的加速机制深刻影响着蛋白质组装、聚集抑制和翻译暂停缓解等重要生物学过程，为理解生命基本过程提供了新视角，也可能为相关疾病的治疗策略开发带来启示。