世纪的核糖体后结构生物学时代密码子扩增精读.pptx

TheRibosomeinthe21stCentury:ThePost-structuralEra21世纪的核糖体：后结构生物学时代北京航空航天大学生物与医学工程学院11Nooneawareofwhatatomic-resolutionribosomestructureshavedonefortheribosomefieldsofar.Thequestionsaboutribosomefunctionremainonthetablebeforestructureswereobtained.Wecanlookforwardtoarichharvestofnewinsight.2生物系统的功能被组成蛋白质的20种氨基酸牢牢地限制住了。如果我们突破了这个束缚了地球生命几十亿年的“紧箍咒”，进化将把我们引向何处？含有感光侧链的人造氨基酸可以被引入特定位点来监控蛋白质的分布和相互作用；人造氨基酸上某些特定侧链可以保护蛋白质不被蛋白酶水解，而提高大分子药物在体内的存活时间。大分子聚合物可以在生物体内高效、有序、高精度地合成，我们是否能创造出新的生物功能，抑或超强的全新生命形态？高效翻译人造氨基酸的技术，是否又一次映出了文明革命的曙光?3AnetworkoforthogonalribosomemRNApairs4合成生物学希望能编码细胞使之具有新功能。转录因子的连接已创造出简单振荡器、开关、逻辑函数、细胞间通讯和集成电路。它们之间不同的连接方式形成分子间相互作用的不同网络。调控复杂合成网络和功能需要了解更多功能大分子及其特性。Rackhametal.(Nat.Chem.Biol.,2005)在E.coli筛选出“独立并行核糖体/mRNA”系统，“独立并行核糖体”只与相对应的“独立并行mRNA”相识别，而不与细胞内原有的核糖体或mRNA相互作用。希望“独立并行核糖体/mRNA”系统能在转录后用布尔逻辑编码细胞。56CreatingnovelribosomemRNAinteractionsThesynthesisofnetworksofmoleculestoperformwell-definedfunctionsincellsisacentralaimofsyntheticbiology.Rackhametal.focusedonproducingorthogonalmolecules:thatis,moleculesthatcanprocessinformationinparallelwiththeirprogenitorswithoutcross-talkbetweentheprogenitors(亲本)andtheduplicatedmolecules.TheinteractionbetweenthemRNAandthe30Ssubunitoftheribosomeisanearlyeventintranslation,andseveralfeaturesofthemRNAareknowntocontrolgeneexpression.7Theribosome-bindingsequence(includingtheShine-Dalgarno(SD)sequence)ofthemRNA.Spacingbetweenthesesequences.SDregionofthemRNAisamajordeterminantoftranslationalefficiency.InrarecasesmRNAscanbetranslatedwithoutanSDsequence,althoughtranslationofthesesequencesisinefficientandoperatesthroughanalternativeinitiationpathway.TheclassicSDsequence,GGAGG,interactsthroughRNA-RNAbasepairingwitharegionatthe3’endofthe16SrRNAcontainingthesequenceCCUCC,knownastheanti-Shine-Dalgarno(ASD)sequence.8mRNAsequencesthatserveassignalsforinitiationofproteinsynthesisinbacteria.910CreatingnovelribosomemRNAinteractionsPositive-negtiveselectionsystemIdealpositiveandnegativeselectionswouldcooperateinresponsetotwosmallmoleculesover