翻译延长因子EF-G的转运功能与核糖体解聚功能研究

肽链的延长是蛋白质翻译的主体环节，在这一过程中mRNA上携带的遗传信息（从起始密码子后到终止密码前）被转化为具有一定氨基酸序列的肽链。在这个过程中，延长因子EF-G发挥核心功能：它催化核糖体在mRNA上移动，同时催化tRNA在核糖体内发生转运。新近的研究发现，EF-G还参与核糖体的解聚过程，在它和核糖体再循环因子 RRF的共同作用下，核糖体70S复合体会分离成为大（50S）、小（30S）亚基。本课题的研究目的是区分EF-G分别负责转运和解聚的功能区域，通过系统地构建EF-G的突变体，并检测各个 突变位点对蛋白质翻译过程的种种影响，深入探讨EF-G催化tRNA转运和核糖体解聚的分子机制。

蛋白质翻译是一个循环过程，包括起始、延伸、终止和再循环四步，每一步都与相应翻译GTP酶及其他翻译因子的帮助。而翻译延伸因子EF-G是唯一一个同时参与延伸与核糖体再循环两个步骤的GTP酶。延伸过程中，EF-G促进(tRNA)2•mRNA由A、P位点移位到P、E位点；在核糖体再循环过程中，EF-G与再循环因子RRF一起将核糖体翻译终止复合物拆分为大小亚基，并释放mRNA与脱酰基的tRNA，以便于下一个翻译循环再利用。EF-G参与核糖体再循环过程中，EF-G促进再循环因子RRF结构域的转动，打开核糖体大小亚基间形成的一个主要的亚基桥，从而促进核糖体大小亚基分开以使核糖体进入再循环。我们的研究中通过一系列蛋白质生化实验和高分辨率的核糖体低温冷冻电镜结构研究（核糖体复合物的分辨率达到近原子水平，分析到EFG/RRF与翻译终止复合物的相互作用，EFG结构域IV的loop II能够打断30S亚基44螺旋与50S亚基69螺旋之间的亚基桥B2a，才能使核糖体大小亚基分开。