Tương tác tĩnh điện chi phối thời gian thoát khỏi ribosome của protein và có thể làm chậm quá trình tái hợp của ribosome
Gần đây, một nghiên cứu được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu của GS. Mai Xuân Lý hợp tác với nhóm của GS. Edward O’Brien được đăng trên tạp chí Journal of the American Chemical Society. Dưới đây là phần giới thiệu của bài báo:
Electrostatic Interactions Govern Extreme Nascent Protein Ejection Times from Ribosomes and Can Delay Ribosome Recycling (Tương tác tĩnh điện chi phối thời gian thoát khỏi ribosome của protein và có thể làm chậm quá trình tái hợp của ribosome.)
Daniel A. Nissley, Quyen V. Vu, Fabio Trovato, Nabeel Ahmed, Yang Jiang, Mai Suan Li and Edward P. O’Brien
J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 13, 6103-6110
Publication Date:March 6, 2020
Xem nội dung tại đây: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b12264
Quá trình thoát của protein mới sinh ra khỏi đường hầm của ribosome vẫn chưa được nghiên cứu bằng thực nghiệm một cách cụ thể vì khó tách bạch các quá trình xảy ra đồng thời trong khoảng thời gian ngắn. Do vậy, chúng tôi sử dụng mô phỏng máy tính ở cấp độ đa tỉ lệ kết hợp với các cộng cụ tin sinh học (ribosome profiling và phân tích gene) để nghiên cứu vấn đề này. Mô phỏng quá trình thoát của 122 protein đại diện trọng E.coli bằng mô hình Coarse-grained chỉ ra rằng các protein có nhiều amino acid mang điện tích dương ở đầu C thì thoát ra nhanh trong khi protein có nhiều amino acid mang điện tích âm ở đầu C thì thoát ra chậm. Thời gian thoát của các protein này khác nhau hàng nghìn lần.
Mô phỏng sử dụng mô hình nguyên tử chỉ ra rằng cần nhiều công hơn để kéo protein thoát chậm ra khỏi đường hầm thoát so với các protein thoát nhanh. Phân tích năng lượng tương tác cho thấy có sự khác biệt lớn trong thời gian thoát là do đóng góp chủ yếu của tương tác tĩnh điện.
Phân tích “Ribosome profiling” cho thấy mật độ ribosome ở bộ ba kết thúc của protein thoát chậm cao hơn hẳn so với protein thoát nhanh, điều này chỉ ra rằng quá trình thoát của protein mới sinh có thể làm chậm các quá trình tiếp theo.
Các protein cấu thành nên ribosome phần lớn là các protein có mật độ điện tích dương lớn ở đầu C, gợi ý rằng có khả năng việc thoát chậm của các protein này liên quan đến quá trình tổ hợp ribosome. Do đó, sự khác biệt lớn trong thời gian thoát của các protein khỏi đường hầm thoát của ribosome có thể ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp và đồng dịch mã của một số protein.
