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Support-and-Protect理论模型

2023年9月10日，核酸领域的重要杂志《核酸研究》（Nucleic Acids Research）在线发表了中国科学院生物物理研究所秦燕课题组与龚为民课题组合作的一项最新研究成果，文章标题为“G-domain中的共同伴侣活性保护核糖体上L11与L12的相互作用”。该研究还与娄继忠研究员及德国马普学会分子遗传研究所的K. H. Nierhaus教授合作完成。

在蛋白质合成的各个阶段，包括翻译的起始、延长、终止和再循环，核糖体翻译因子（translational GTPases, trGTPases）起着至关重要的调控作用。在核糖体上，氨酰-tRNA的入口处围绕着多个柔性较大的蛋白质，包括核糖体蛋白L11和多达4-6个拷贝的L7/L12，这些蛋白质负责招募翻译因子并调节其活性。翻译因子trGTPases通过其G-domain与L12的C端结构域（L12-CTD）相互作用，随后L11的N端结构域（L11-NTD）与L12-CTD发生相互作用。尽管已有文献报道在冷冻电镜结构中L12-CTD与L11-NTD可能存在相互作用，但由于分辨率限制（11埃），其结构与功能之间的关系尚不明确。

秦燕研究组通过同源重组、定点突变、生物化学及结构生物学等技术，首次证实了L12-CTD与L11-NTD之间的相互作用。在翻译因子被招募的过程中，L11-NTD的loop62区域插入到L12-CTD的缝隙中，导致后者处于“开放”构象并使其疏水核心暴露出来，此时的L12-CTD构象极不稳定。进一步研究发现，所有trGTPases的G-domain均具有分子伴侣活性，并且在因子招募过程中能够稳定L11与L12之间的相互作用。在此基础上，研究人员提出了蛋白翻译过程中“Support-and-Protect”的新理论模型。

该项研究工作得到了国际同行的高度评价。美国科学院院士Joachim Frank、Jennifer Doudna，以及著名核糖体学者Akira Kaji等在该文章的发表过程中给予了建议和评价。

该项研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委及诺和诺德-中科院联合基金的资助。