综述:混杂的核糖体P-stalk:一幅新的功能图谱

【字体: 时间:2025年10月08日 来源:TRENDS IN Cell Biology 18.1

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  本综述系统性地描绘了核糖体P-stalk(P-stalk)从经典翻译支持者到多功能调控枢纽的角色演变。作为核糖体GTP酶激活中心的关键组分,P-stalk通过其结构可塑性激活整合应激反应(ISR),重塑Gcn1/Gcn20→Gcn2信号轴为Gcn1/Gcn20/P-stalk→Gcn2新范式,并在细胞因子响应中重构核糖体功能。其天然无序的C端为核糖体失活蛋白(RIPs)和激酶提供多效性结合平台,展现了翻译依赖与非依赖的双重功能。

  
Highlights
代谢感知器的功能重塑
真核生物核糖体超越了传统翻译机器的角色,进化成为通过翻译水平重编程基因表达的代谢感知器。其能根据条件依赖性需求重构蛋白质组,这种功能拓展将核糖体置于细胞信号调控网络的核心位置。
应激响应枢纽的分子机制
核糖体P-stalk作为关键调控枢纽,通过激活整合应激反应(Integrated Stress Response, ISR)通路彰显其核心地位。它重塑了Gcn1/Gcn20→Gcn2信号轴,形成新的Gcn1/Gcn20/P-stalk→Gcn2级联秩序,直接将核糖体的感知功能与决定细胞命运的信号输出相耦合。
多效性对接平台的结构基础
P-stalk蛋白固有的无序C末端(C-terminal tails)构成了一个混杂的分子对接平台。该平台不仅结合经典翻译相关因子,更招募非经典伙伴,包括核糖体失活蛋白(Ribosome Inactivating Proteins, RIPs)和Gcn2激酶,体现了其结合谱系的广泛性。
核糖体异质性与免疫应答
细胞因子驱动下P蛋白(P-proteins)的交换揭示了P-stalk化学计量比(stoichiometry)的可塑性。这种重塑产生了结构特征迥异的特异性核糖体,将特定mRNA的翻译进程与机体免疫应答机制紧密联系起来。
翻译之外的“兼职”功能
P-stalk组成蛋白具备典型的“兼职”(moonlight)功能,其活性远超翻译范畴。这种功能多效性(functional pleiotropy)的扩展,标志着对核糖体功能认知的重要范式转变。
Abstract
核糖体的经典功能是将遗传密码翻译成功能性蛋白质。然而,近期研究重新定义了真核生物核糖体:它是一个能感知细胞信号并将信号传导至下游通路的调控枢纽。P-stalk,作为核糖体GTP酶激活中心(GTPase-associated center)的一个组成部分,曾被视为翻译支持结构,现在正逐渐显现其作为关键核糖体调控模块的本质。它近期被确认为整合应激反应(ISR)的激活因子,将Gcn1/Gcn20→Gcn2轴重构成了新的Gcn1/Gcn20/P-stalk→Gcn2秩序。P-stalk的结构可塑性(structural plasticity)同样使得核糖体能够响应细胞需求(包括细胞因子响应)来重接线(rewire)基因表达。本篇综述呈现了P-stalk更新的功能图谱,涵盖了其核糖体依赖性和非依赖性的双重活动。
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