共翻译核糖体配对实现错误折叠倾向亚基的天然组装

研究人员针对蛋白质复合体组装难题，通过单分子荧光与力谱技术研究核糖体共翻译配对机制，发现核糖体邻近性可促使新生链相互"分子伴侣"作用，从而解决中间纤维蛋白lamin等易错误折叠亚基的组装问题，为蛋白质折叠机制提供新见解。

　　

在细胞生命活动中，蛋白质复合物的精确组装至关重要。传统观点认为蛋白质先独立折叠成三级结构，再通过扩散驱动组装。然而近年研究发现，核糖体在翻译过程中就可能介导亚基间的共翻译组装（co-translational assembly），包括完全折叠亚基与新生链的"共后组装"（co-post assembly）以及两个新生链间的"共共组装"（co-co assembly）。这种新型组装机制对理解中间纤维（intermediate filaments）等易聚集蛋白的精准组装尤为重要，但具体分子机制尚不明确。

荷兰阿姆斯特丹大学（University of Amsterdam）Sander J. Tans团队联合德国癌症研究中心（DKFZ）等机构，在《Nature Communications》发表研究，通过整合单分子荧光与力谱技术，以核纤层蛋白lamin为模型，揭示了核糖体共翻译配对如何通过新生链间的相互"分子伴侣"作用，解决易错误折叠亚基的组装难题。

研究采用三项关键技术：1）建立体外核糖体-新生链复合体（RNC）配对系统，通过光学镊子操控DNA手柄连接的核糖体；2）开发共聚焦荧光扫描与力谱联用技术，实时监测FlAsH标记的lamin二聚化过程；3）应用二硫键选择性谱（DiSP）分析U2OS和HEK293细胞中内源性RNC配对特征。

核糖体配对驱动lamin新生链二聚化

通过设计不同长度lamin片段（LMNA_31-123、LMNA_31-311和LMNA_31-476），发现二聚化效率随新生链延长从<10%提升至>50%，解离力从5 pN增至15 pN。结构分析显示，1B卷曲螺旋域（coiled-coil 1B）贡献主要界面稳定性。

荧光验证天然二聚体构象

在N端引入双半胱氨酸标签形成四半胱氨酸基序，FlAsH荧光信号证实新生链以平行排列方式共定位，符合天然卷曲螺旋结构特征。

延迟相互作用导致错误折叠

当新生链相互作用被抑制或延迟时，会形成稳定的非天然构象（占比达60%），失去组装能力。而早期相互作用可形成核样四级结构，随翻译推进逐渐稳定。

核糖体邻近性决定折叠命运

单链实验显示，孤立的新生链易形成稳定错误折叠（占比20-60%），而核糖体配对显著抑制该现象。不对称RNC配对（如LMNA_31-311/LMNA_31-476）仍能形成二聚体，但错误折叠频率高于对称配对。

该研究突破性地揭示了核糖体共翻译配对通过时空控制新生链相互作用，避免分子内错误折叠并促进分子间正确组装的双重机制。这种"相互分子伴侣"机制不仅解释了lamin等中间纤维蛋白的精准组装原理，更为理解BTB结构域、Rel同源域等800余种已鉴定的共翻译组装蛋白提供了范式。研究提出的"接触顺序竞争"模型（图4D）表明，早期形成的链间接触可抑制后期链内错误折叠，这一发现对核纤层蛋白病（laminopathies）、心肌病等蛋白质构象疾病的机制研究具有重要启示。技术层面建立的单分子共翻译组装分析平台，为研究其他多亚基复合物的生物发生开辟了新途径。