Proteinsyntesens stora gåta löst
För fem år sedan kunde cellernas ribosomer, där den livsviktiga proteinsyntesen sker, för första gången studeras närmare med hjälp av röntgenkristallografi. Men exakt hur det går till när aminosyror kopplas samman till proteiner har man inte kunnat förklara. Nu har forskare vid Uppsala universitet upptäckt den enda möjliga mekanismen, med vilken de också lyckas förklara en rad biokemiska experiment.
De nya rönen, som publiceras i det senaste numret av Proceeding of the National Academy of Science, PNAS, är svaret på en av de hetaste, olösta gåtorna om exakt hur proteinsyntesen går till. Översättningen av den genetiska koden vid tillverkningen av nya proteiner är en av de mest centrala processerna i levande organismer. Detta äger rum i cellernas ribosomer, som är stora komplex av nukleinsyror och proteiner bestående av cirka en miljon atomer. Efter årtionden av biokemisk forskning rörande hur ribosomerna fungerar skedde för fem år sedan stora genombrott då amerikanska och engelska forskargrupper lyckades bestämma ribosomernas detaljerade, atomära struktur med hjälp av röntgenkristallografi. Därmed blev det möjligt att direkt se hur de beståndsdelar som behövs vid proteinsyntesen är tredimensionellt placerade i ribosomen. Det visade sig bland annat att inga av ribosomens proteindelar deltar direkt i den kemiska reaktion där aminosyror kopplas ihop, utan att reaktionen måste katalyseras av ribosomens nukleinsyror (RNA).
– Detta överensstämmer med idén att det en gång funnits en RNA-värld, innan våra nuvarande, sofistikerade enzymer utvecklades. Man tror alltså att ribosomen, som är en uråldrig biologisk ”maskin”, fortfarande kan bära spår av denna tid, säger Johan Åqvist, professor vid institutionen för cell- och molekylärbiologi.
Ribosomstrukturen visade tydligt hur den genetiska koden avläses, men frågan kvarstod hur själva den katalytiska processen går till då aminosyror länkas ihop till nya proteiner. Johan Åqvist och doktoranden Stefan Trobro har nu med hjälp av massiva datorberäkningar lyckats simulera proteinsyntesreaktionen och undersökt flera tänkbara kemiska mekanismer.
– Resultaten visar att det bara finns en möjlig typ av mekanism och vi har i detalj kunnat förklara hur denna fungerar och varför reaktionen går så snabbt, säger Johan Åqvist.
De teoretiska beräkningarna förklarar också en rad biokemiska experiment som gjorts under senare tid.
Kontaktinformation
För mer information kontakta Johan Åqvist på 018-471 41 09 eller Johan.Aqvist@icm.uu.se
