核糖体蛋白基因结构与功能的研究

细胞核和核糖体的结构和功能

细胞核和核糖体是细胞的重要组成部分，其结构和功能对于细胞的正常运作和生命活动至关重要。本文将详细介绍细胞核和核糖体的结构和功能，并探讨它们在生物学和医学上的重要意义。

一、细胞核的结构和功能

细胞核是细胞内的重要器官之一，通常位于细胞的中央，直径约为5-10微米。细胞核的主要成分是DNA（脱氧核糖核酸）、RNA（核糖核酸）、蛋白质等，其基本结构包括核膜、染色体、核仁等。

1. 核膜

核膜是细胞核外层的一层膜状结构，由双层脂质膜、核孔复合物（Nuclear

Pore Complex, NPC）和核膜网状结构三部分组成。核膜起到隔离、保护细胞核内物质的作用。同时，核膜也通过核孔复合物进行物质交换，保证细胞核内外物质的均衡和正常活动。

2. 染色体

染色体是核内染色体DNA和蛋白质的复合物。人类细胞染色体的数量为46条，其中23对为常染色体，1对为性染色体。染色体在细胞有丝分裂和减数分裂中起到了分离或组合基因的作用。

3. 核仁

核仁是细胞核内的一种结构，主要由核糖体RNA（rRNA）和与其相关的蛋白质组成。核仁是细胞中合成蛋白质的重要场所，参与调控细胞代谢和生长发育等活动。

二、核糖体的结构和功能 核糖体是由RNA和蛋白质组成的复合物，位于细胞质中。核糖体是细胞合成蛋白质的重要工具，其大小通常用S单位表示，如30S、50S、70S等。

核糖体由两个亚基组成：大的50S亚基和小的30S亚基。它们都由不同类型的RNA和许多蛋白质组成。核糖体的功能主要在于合成蛋白质，其流程包括三个步骤：mRNA的识别、tRNA的连接和氨基酸的聚合。

核糖体的结构和功能非常重要，在生物学、医学和生物工程等领域有着广泛的应用。例如，通过对核糖体的研究，我们可以深入了解细胞合成蛋白质的分子机制，探讨细胞生长发育和正常功能的调控机制。此外，核糖体也可以用于生物技术领域，如利用两亚基组成结构简单的原核细胞核糖体来合成人类蛋白质，以用于医学治疗等方面。

分子生物医学

蛋白亲环素Ｄ基因功能研究进展

胡威ꎬ祝恒成ꎬ李浩勇ꎬ刘修恒ꎬ曾艳(武汉大学人民医院泌尿外科ꎬ武汉４３００６０)

ＤＯＩ:１０􀆰３９６９/ｊ􀆰ｉｓｓｎ􀆰１００６￣２０８４􀆰２０２０􀆰０２􀆰００４基金项目:湖北省卫生健康委员会科研项目(ＷＪ２０１９Ｆ１５９)ꎻ武汉市科技计划项目(２０１７０６０２０１０１０１８５)ꎻ湖北省自然科学基金(２０１９ＣＦＢ７４３)通信作者:祝恒成ꎬＥｍａｉｌ:ｗｈｒｍｚｈｃ＠１６３.ｃｏｍ中图分类号:Ｑ７４ 文献标识码:Ａ 文章编号:１００６￣２０８４(２０２０)０２￣０２２４￣０５ 摘要:蛋白亲环素Ｄ(ＣｙｐＤ)是细胞器内线粒体的一个重要组成原件ꎬ定位于线粒体通透性转换孔ꎮ线粒体是细胞的发动机ꎬ在能量产生、钙离子(Ｃａ２＋)内稳态平衡以及细胞死亡、增殖等方面发挥重要作用ꎮＣｙｐＤ是目前线粒体功能研究领域最重要的基因ꎬ一直是研究的热点ꎮＣｙｐＤ基因与器官缺血再灌注损伤、氧化应激及肿瘤等病理生理过程密切相关ꎬ并干预细胞凋亡及坏死等细胞死亡过程ꎮ目前关于ＣｙｐＤ在上述过程中的具体机制及潜在的临床治疗作用尚不完全明确ꎬ需进一步探明ꎮ关键词:蛋白亲环素Ｄꎻ缺血再灌注损伤ꎻ氧化应激ꎻ肿瘤ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＣｙｃｌｏｐｈｉｌｉｎＤＧｅｎｅＦｕｎｃｔｉｏｎＨＵＷｅｉꎬＺＨＵＨｅｎｇｃｈｅｎｇꎬＬＩＨａｏｙｏｎｇꎬＬＩＵＸｉｕｈｅｎｇꎬＺＥＮＧＹａｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＵｒｏｌｏｇｙꎬＲｅｎｍｉｎＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＷｕｈａｎ４３００６０ꎬＣｈｉｎａＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ:ＺＨＵＨｅｎｇｃｈｅｎｇꎬＥｍａｉｌ:ｗｈｒｍｚｈｃ＠１６３.ｃｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ:ＣｙｃｌｏｐｈｉｌｉｎＤ(ＣｙｐＤ)ｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｉｎｏｒｇａｎｅｌｌｅｓｌｏｃａｔｉｎｇｉｎｔｈｅｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｐｏｒｅ.Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａａｒｅｔｈｅｅｎｇｉｎｅｏｆｃｅｌｌｓꎬｗｈｉｃｈｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｅｎｅｒｇｙｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎꎬｃａｌｃｉｕｍｉｏｎ(Ｃａ２＋)ｈｏｍｅｏｓｔａｓｉｓꎬｃｅｌｌｄｅａｔｈａｎｄｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ.ＣｙｐＤｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｇｅｎｅｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｈａｓａｌｗａｙｓｂｅｅｎａｒｅｓｅａｒｃｈｈｏｔｓｐｏｔ.ＣｙｐＤｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｐａｔｈｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓｓｕｃｈａｓｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｍｉａ￣ｒｅｐｅｒｆｕｓｉｏｎｉｎｊｕｒｙꎬｏｘｉｄａｔｉｖｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｔｕｍｏｒｓꎬａｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｓｗｉｔｈｃｅｌｌｄｅａｔｈｐｒｏｃｅｓｓｅｓｓｕｃｈａｓａｐｏｐｔｏｓｉｓａｎｄｎｅｃｒｏｓｉｓ.ＴｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｃｌｉｎｉｃａｌｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｆＣｙｐＤｉｎｔｈｅｓｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｒｅｎｏｔｆｕｌｌｙｕｎｄｅｒ￣ｓｔｏｏｄａｔｐｒｅｓｅｎｔꎬａｎｄｎｅｅｄｔｏｂｅｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐｌｏｒｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＣｙｃｌｏｐｈｉｌｉｎＤꎻＩｓｃｈｅｍｉａ￣ｒｅｐｅｒｆｕｓｉｏｎｉｎｊｕｒｙꎻＯｘｉｄａｔｉｖｅｓｔｒｅｓｓꎻＴｕｍｏｒ 蛋白亲环素Ｄ(ｃｙｃｌｏｐｈｉｌｉｎＤꎬＣｙｐＤ)是由顺￣反异构酶Ｆ基因编码的线粒体基质蛋白ꎬ为一种肽基脯氨酰异构酶和可溶性蛋白ꎬ是线粒体亲环蛋白基因家族的成员[１]ꎬＣｙｐＤ由两层膜包被ꎬ直径０.５~１.０μｍꎬ为纺锤状或棒状ꎬ需使用电子显微镜识别ꎮ线粒体是细胞中制造能量的结构ꎬ同时是细胞进行有氧呼吸的主要场所ꎬ被称为细胞的发动机ꎬ与细胞内钙离子(Ｃａ２＋)平衡相关ꎮ关于线粒体早期的研究主要涉及细胞凋亡ꎬ线粒体内膜外侧的外周蛋白细胞色素Ｃ能介导细胞凋亡ꎬ而细胞色素Ｃ为可溶性蛋白ꎬ易于获得结晶ꎬ且研究方法较简单方便ꎬ因此细胞色素Ｃ是目前研究较透彻的凋亡基因ꎮ随着研究的深入ꎬ人们发现线粒体与“坏死”———细胞死亡的另外一种途径密不可分ꎬ其中涉及线粒体的另一个重要结构ꎬ即线粒体通透性转化孔(ｍｉｔｏｃｈｏｎ￣ｄｒｉａｌｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｐｏｒｅꎬＭＰＴＰ)ꎬ而ＣｙｐＤ是ＭＰＴＰ的调控开关[２]ꎮＣｙｐＤ结合于ＭＰＴＰ的腺苷酸转位子上ꎬ是一种肽基脯氨酰异构酶ꎬ定位于１０ｑ２２~１０ｑ２３ꎬ信使ＲＮＡ全长２２１３个碱基ꎬ编码２０７个氨基酸[３]ꎮ目前国内外关于ＣｙｐＤ功能的研究已开展２０余年ꎬ对ＣｙｐＤ的功能已有了比较详细和全面的认识ꎬ现就ＣｙｐＤ基因功能的研究进展予以综述ꎮ􀅰４２２􀅰医学综述２０２０年１月第２６卷第２期ＭｅｄｉｃａｌＲｅｃａｐｉｔｕｌａｔｅꎬＪａｎ􀆰２０２０ꎬＶｏｌ􀆰２６ꎬＮｏ􀆰２１　ＣｙｐＤ与缺血再灌注损伤早在２００５年ꎬ两个独立的研究小组使用当时最先进的基因敲除技术ꎬ将实验小鼠的ＣｙｐＤ基因敲除ꎬ得到的ＣｙｐＤ基因敲除小鼠对心脏的缺血再灌注损伤有显著的抵抗作用ꎬ且得到的ＣｙｐＤ基因敲除小鼠未表现其他生理和病理异常ꎬ该研究成果发表于同年３月的«Ｎａｔｕｒｅ»杂志ꎬ并得到了线粒体研究领域权威专家Ｈａｌｅｓｔｒａｐ教授的认可ꎻ同时ꎬ研究人员从ＣｙｐＤ基因敲除小鼠的心、肝、脑等重要器官中分离出线粒体ꎬ电子显微镜下发现这些线粒体在形态上完全无异常表现ꎬ但对过量Ｃａ２＋导致的线粒体肿胀和通透性转换具有了抵抗作用[４￣５]ꎮ此后ꎬ有研究表明ꎬＣｙｐＤ基因敲除对缺氧诱导的正常大鼠肾细胞坏死途径的细胞死亡有抵抗作用ꎻ此外ꎬ通过慢病毒载体等分子生物学技术下调ＣｙｐＤ的表达对大鼠肾缺血再灌注损伤具有保护作用[６￣７]ꎮ而下调ＣｙｐＤ的表达在心、脑、肺等重要器官缺血再灌注损伤中的保护作用也得到了验证ꎬ２００５年前的研究提示ꎬＣｙｐＤ可能是通过调节腺苷酸转位子的功能ꎬ抑制细胞凋亡ꎬ从而发挥作用[４￣５ꎬ７￣１２]ꎬ即细胞凋亡→细胞死亡通路ꎻ２００５年后ꎬ关于ＣｙｐＤ基因的作用机制逐渐清晰起来ꎬＣｙｐＤ的过表达能直接促进线粒体ＭＰＴＰ的开放ꎬ从而导致线粒体通透性的转变ꎬ线粒体的通透性增加后ꎬ细胞对外界刺激诱导细胞坏死的敏感性将增加ꎬ常见的外界刺激有一氧化氮和一些化疗药物等[６ꎬ１３￣２０]ꎮ而常用的凋亡诱导剂羰基氰化物间氯苯腙在该过程中却没有任何作用ꎬ甚至还产生了抑制ꎬ说明细胞坏死过程与ＣｙｐＤ诱导的线粒体通透性改变有密切关系[１７￣２０]ꎮ此外ꎬ虽然ＣｙｐＤ基因敲除的小鼠在发育上无异常ꎬ但体外实验表明ꎬ正常小鼠和ＣｙｐＤ基因敲除小鼠的ＣｙｐＤ基因在细胞水平的差异有统计学意义ꎻ且由于ＣｙｐＤ基因已被敲除ꎬ环孢菌素Ａ(ｃｙｃｌｏｓｐｏｒｉｎＡꎬＣｓＡ)对ＣｙｐＤ基因敲除小鼠无效[２１￣２３]ꎮ但却对活性氧类及Ｃａ２＋超载诱导的细胞坏死产生了抵抗ꎬ细胞坏死过程受到抑制后减慢ꎬ而细胞凋亡的过程却无异常变化[２４￣２７]ꎮ此外ꎬ动物实验发现ꎬＣｙｐＤ基因敲除小鼠能抵抗缺血再灌注诱导的心肌损伤ꎬ减少心肌坏死ꎻ反过来ꎬ用慢病毒过表达载体将转基因小鼠的ＣｙｐＤ基因过表达ꎬ实验动物则会出现心肌肥大并伴有心肌细胞功能下降ꎬ体外实验观察到心肌细胞坏死增加ꎬ并伴有线粒体的异常肿胀[９]ꎮ在大鼠肾缺血再灌注损伤模型中ꎬ通过小干扰ＲＮＡ或慢病毒载体下调ＣｙｐＤ基因表达能对大鼠肾缺血再灌注损伤产生抵抗[６]ꎮ结合以上这些数据得出结论:ＣｙｐＤ诱导的线粒体通透性转变不再单纯的是细胞色素Ｃ通路介导的细胞凋亡ꎬ还介导了一种调节性坏死ꎬ即Ｃａ２＋超载和氧化损伤等外界因素诱导的细胞坏死[２８￣２９]ꎮ２　ＣｙｐＤ与氧化应激氧化应激的定义是指体内氧化与抗氧化两者失衡ꎬ氧化强于抗氧化ꎬ机体倾向于被氧化ꎬ体内高活性分子(如活性氮自由基与活性氧自由基)产生过多ꎬ氧化程度超出了氧化物的清除速度ꎬ从而导致组织损伤[３０￣３１]ꎮ近年来ꎬ研究人员对抗氧化治疗的研究取得新进展ꎬ提出了“氧化应激干扰”的新观点[３２]ꎮ氧化应激干扰是指机体在健康或亚健康状态时ꎬ体内老化的旧细胞及已发生变异的细胞(如肿瘤细胞)通过氧化应激被清除掉ꎬ并排出体外ꎬ这样机体的内环境才能保持平衡ꎬ并维持在一种有序、健康的状态ꎬ此时氧化应激的作用是积极、正面的ꎬ相当于机体的自我修复过程[３３￣３４]ꎮ也可以这样讲ꎬ氧化应激是一种生物体的自我保护及自我更新的有效手段ꎬ这是生物体经过长期发展、进化及自然选择所获得的ꎮ但是ꎬ如果生物体内的这种正常秩序被一种或多种原因破坏ꎬ比如ꎬ当外源物(如细菌、病毒等微生物)侵入时ꎬ生物体的第一反应往往是启动异源物代谢ꎬ此时产生大量的活性氧自由基ꎬ氧化应激随即启动ꎬ将侵入的微生物过氧化ꎬ从而杀死并清除这些外源物[３５]ꎮ此过程一般都会使机体产生过量的活性氧类及其副产物ꎬ暂时处于窗口期ꎬ如外源物过多ꎬ超出氧化应激清除能力ꎬ就会产生过量的活性氧类ꎬ过量的活性氧类对机体有害ꎬ它会产生大量变性蛋白质及脂质等ꎬ会造成循环异常ꎬ并同时诱导代谢ꎬ甚至改变基因表达ꎬ造成机体相关功能异常ꎬ导致机体内处于进一步无序的状态[３６]ꎮ当生物体氧化剂和抗氧化剂不平衡时ꎬ氧化应激水平会大幅升高ꎬ在窗口期内ꎬ仅处于量变阶段ꎬ不会造成器质性的病变ꎬ生物体也不会有任何异常表现ꎬ即“亚健康”状态ꎬ当氧化和氧化剂继续失衡ꎬ􀅰５２２􀅰医学综述２０２０年１月第２６卷第２期ＭｅｄｉｃａｌＲｅｃａｐｉｔｕｌａｔｅꎬＪａｎ􀆰２０２０ꎬＶｏｌ􀆰２６ꎬＮｏ􀆰２超出了氧化应激窗口期后ꎬ生物体将会出现器质性病变[３３￣３６]ꎬ即病理状态ꎮ研究表明ꎬ氧化应激窗口期依然涉及Ｃａ２＋内稳态及线粒体通透性转化等关键步骤ꎬＣｙｐＤ基因作为线粒体ＭＰＴＰ的开关及线粒体的重要组成部分起着重要作用ꎬ在体外实验中ꎬ随着氧化应激强度的增加或作用时间延长ꎬ正常人类肾小管上皮细胞坏死明显增加[３６]ꎮ应用小干扰ＲＮＡ直接下调细胞ＣｙｐＤ基因的表达ꎬ或使用ＣｙｐＤ抑制剂ＣｓＡ均能有效减少氧化应激对正常人肾小管上皮细胞的损伤ꎬ而氧化应激诱发人肾小管上皮细胞的坏死过程依赖于ＣｙｐＤ[２８￣２９ꎬ３５]ꎮ此外ꎬ研究人员发现ꎬ缺血组织发生再灌注时ꎬ组织同时也会产生大量的过氧化氢ꎬ过量的过氧化氢反过来会介导氧化应激ꎬ导致细胞损伤及死亡ꎬ将组织损伤的过程加速ꎬ这说明缺血再灌注损伤和氧化应激两者之间有着某种联系ꎬ可以相互促进ꎬ导致组织损伤加重ꎬ细胞迅速坏死[２６ꎬ２９]ꎮ但ＣｙｐＤ在氧化应激窗口期发挥的作用ꎬ具体机制目前并未完全研究清楚ꎬ它具体是仅通过线粒体途径调控细胞坏死来发挥作用ꎬ还是直接通过抗氧化来逆转组织的过氧化状态ꎬ或是以上两种作用兼而有之ꎬ还需进一步研究证实[３６]ꎮ３　ＣｙｐＤ与肿瘤的关系关于ＣｙｐＤ基因功能的研究ꎬ早期仅局限于缺血再灌注损伤及氧化应激等生理过程ꎬ仅认为ＣｙｐＤ主要通过调节ＭＰＴＰ通透性或腺苷酸转位子的功能来发挥调节细胞坏死或细胞凋亡的作用[１９ꎬ２１]ꎮ随着对ＣｙｐＤ基因功能研究的深入ꎬＣｙｐＤ与肿瘤的关系逐渐成为最近５年研究的热点ꎬ但并未发现小鼠器官出现肿瘤改变ꎬ仅为心肌细胞中的线粒体的异常膨胀[３７￣３８]ꎮ进一步研究表明ꎬＣｙｐＤ基因的表达在人类肾癌、肝癌、子宫癌、卵巢癌、乳腺癌细胞中均出现了特异性的改变ꎬ主要机制目前有如下几种解释:①从分子生物学角度理解ꎬ肿瘤本质是细胞的过度增殖ꎬ早期研究表明ꎬＣｙｐＤ可通过下调细胞凋亡而促使肿瘤的发生ꎬ主要还是通过调控ＭＰＴＰ的开放ꎬ通过调节Ｃａ２＋通道介导的激活来调节凋亡ꎬ此过程中细胞器内相关的离子平衡会打破ꎬ导致细胞器肿胀ꎬ进而导致细胞外膜破裂和线粒体释放促凋亡因子ꎬ从而控制细胞死亡过程ꎬ导致细胞过度增殖ꎬ导致肿瘤发生发展ꎬ在整个过程中ＣｙｐＤ调节ＭＰＴＰ的开放是一个重要的步骤[５￣６]ꎮ②随着研究的继续深入ꎬ研究人员发现ꎬＣｙｐＤ导致线粒体功能改变时ꎬ将协同刺激产生活性氧自由基ꎬ并激活ｃ￣Ｊｕｎ氨基端激酶信号转导通路ꎬ而ｃ￣Ｊｕｎ氨基端激酶能配合致癌基因Ｒａｓ抑制Ｈｉｐｐｏ信号转导通路ꎬ导致致癌基因上调ꎬ促进肿瘤的发展[３７￣３８]ꎮ另外ꎬ有研究者发现了一个新的介导肿瘤细胞死亡的机制(不同于通过单纯的调节ＣｙｐＤ的表达导致ＭＰＴＰ开放)ꎬ即某些基因(如哺乳动物不育系２０样激酶１)可通过与ＣｙｐＤ结合形成大分子蛋白复合物直接改变ＭＰＴＰ的结构ꎬ研究人员用化疗药物吉西他滨刺激哺乳动物不育系２０样激酶１基因ꎬ哺乳动物不育系２０样激酶１与ＣｙｐＤ组成的大蛋白复合物在线粒体上被检测到ꎻ同时ꎬ使用ＣｙｐＤ抑制剂ＣｓＡ阻止大蛋白复合物的形成ꎬ可以抑制吉西他滨诱导的细胞死亡ꎬ表明ＣｙｐＤ基因可能决定吉西他滨的耐药[３８￣３９]ꎮ③还有研究表明了ＣｙｐＤ是同时通过下调细胞凋亡和调节细胞坏死两组途径来促使肿瘤发生的ꎬ且主要是通过胞外信号调节激酶(ｅｘｔｒａ￣ｃｅｌｌｕｌａｒｒｅｇｕｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎｋｉｎａｓｅｓꎬＥＲＫ)信号通路来发挥作用[４０￣４６]ꎮＣｙｐＤ诱导的肾透明细胞癌(ｃｌｅａｒｃｅｌｌｒｅｎａｌｃｅｌｌｃａｒｃｉｎｏｍａꎬｃｃＲＣＣ)组织细胞坏死和凋亡均过度表达ꎬＣｙｐＤ蛋白的下调抑制了肾癌细胞的凋亡及坏死ꎬ促进了细胞周期蛋白的发展ꎬ导致细胞过度增殖[４４]ꎮ基于ＣｙｐＤ对ＭＰＴＰ开放的调控作用ꎬＣｙｐＤ过表达诱导线粒体膜电位去极化ꎮ提示ＣｙｐＤ表达下调抑制了ＭＰＴＰ的开放ꎬ促进了ｃｃＲＣＣ的发展ꎮ来自人类ｃｃＲＣＣ组织标本的主要免疫组织化学数据显示ꎬ与癌旁组织相比ꎬｃｃＲＣＣ中的ＣｙｐＤ蛋白表达显著降低ꎬ并且观察到ＣｙｐＤ表达与肿瘤分期、大小及淋巴结转移之间的相关性ꎬ表明ＣｙｐＤ表达与ｃｃＲＣＣ的发展呈负相关[４４]ꎮ细胞系中ＣｙｐＤ的表达也下调ꎮ研究表明ꎬ索拉非尼(治疗转移性ｃｃＲＣＣ的二线药物)能上调肾癌细胞中ＣｙｐＤ的表达ꎬ同时对体外培养的ｃｃＲＣＣ细胞株具有抑制增殖、诱导凋亡和线粒体膜电位去极化的作用[４４]ꎮＣｙｐＤ抑制剂(ＣｓＡ)和小干扰ＲＮＡ￣ＣｙｐＤ逆转了索拉非尼对ｃｃＲＣＣ细胞增殖、凋亡和线粒体膜电位去极化的影响ꎬ表明索拉非尼的抗肿瘤作用与ＣｙｐＤ通过线粒体途径诱导细胞凋亡有关[４４￣４５]ꎮ来自ＣｙｐＤ组织的主要免疫组织化学数据显示ꎬ与癌旁􀅰６２２􀅰医学综述２０２０年１月第２６卷第２期ＭｅｄｉｃａｌＲｅｃａｐｉｔｕｌａｔｅꎬＪａｎ􀆰２０２０ꎬＶｏｌ􀆰２６ꎬＮｏ􀆰２

真核细胞核糖体的结构和生物学功能

随着生物学领域的不断深入，对细胞核糖体的研究也越来越深入。细胞核糖体是真核细胞中一个关键的细胞器，其具有多种生物学功能。本文将会详细介绍真核细胞核糖体的结构和生物学功能，帮助读者更好地理解这一细胞器在细胞生命中的作用。

1、核糖体的结构

核糖体是蛋白质合成中心的关键组成部分，由核糖核酸和多种蛋白质组成。真核细胞包括原核生物和真核生物两大类，它们的核糖体结构存在差异。

在真核生物中，核糖体分为大和小两个亚基，分别叫做60S和40S亚基。60S亚基由28S、5.8S和5S三种rRNA以及约50种蛋白质组成，而40S亚基由18S

rRNA以及少量蛋白质组成。当40S亚基和60S亚基结合后，形成80S的核糖体。

2、核糖体的生物学功能

整个生物体的生命活动过程都与核糖体有着密切的关系。核糖体通过将蛋白质合成所需的氨基酸按照一定的顺序连接起来，从而实现了蛋白质的合成。蛋白质是细胞中许多重要生物分子的基础，包括酶、结构蛋白和调节蛋白等。

在真核生物中，核糖体的生物学功能非常复杂，其参与的生物过程也具有多样性。首先，核糖体对基因表达起着关键作用。核糖体按照基因的序列信息，将氨基酸连接成蛋白质，并将其折叠成功能形态。这一过程被称为翻译。

此外，核糖体还通过多种途径参与到其他细胞生命活动中。例如，核糖体可以参与细胞的自噬过程，这是一种细胞的自我清洗方式，它对细胞内的废弃物质、病毒和细菌等有害物质进行清除，保证了细胞的正常代谢活动。此外，核糖体还参与到细胞的编码和非编码RNA合成、代谢调节以及细胞生长等过程中。

3、核糖体的抗生素作用 在生物医学领域，核糖体还具有重要的抗生素作用。抗生素是一种可以杀死细菌或阻止其生长的药物。这些药物多数是用于治疗人类或家畜的细菌感染疾病。大多数抗生素可以抑制细菌细胞内的核糖体活动，例如青霉素、四环素和利福霉素等药物，它们可以干扰核糖体与氨基酸的结合，从而阻止蛋白质的合成过程，达到杀菌或抑制菌株生长的目的。

生物化学与分子生物学

- 1 - 核糖体的结构与功能及抗生素的应用与开发

生命科学与生物工程学院 李少晖 07102113

摘要：核糖体是存在于一切细胞内的细胞器，担负着合成蛋白质一级结构的

重任。随着核糖体的精细结构的研究，其翻译遗传信息的机制也逐渐被人们所了

解。很多抗生素类药物都是以细菌的核糖体为靶点，抑制其蛋白质的合成，但近

年来细菌的抗药性阻遏了抗生素类药物的使用及发展，如何从分子水平上了解菌

株的抗药性机制以及寻找相应的解决方法成为了近年来的热点课题。

关键词：核糖体 结构 功能 抗生素 开发 抗药性

0. 引言

核糖体全称为核糖核蛋白复合体，是存在于一切细胞中的细胞器，其主要功

能是根据mRNA所传递的遗传信息合成肽链。今年来，随着核糖体精细结构的

发现，其翻译遗传信息的机理也渐渐浮出水面，使人们了解到了生命活动的承担

者—蛋白质的初级合成过程。同时抗生素类药物大多以核糖体为作用靶点，但随

着菌株耐药性问题的出现，抗生素的使用受到了极大的阻碍，从分子水平上解析

细菌抗药性的机理一定会为抗生素的安全有效的使用指明一条新的道路。本文将

以近年来的核糖体结构研究为基础，结合有关抗生素使用及菌株耐药问题的报

道，对当前细菌核糖体的研究进展及临床应用做一简要综述。

1. 核糖体的结构

1.1核糖体的化学组成

核糖体是存在于细胞质中的一种细胞器，无膜结构，主要由蛋白质和RNA

构成，蛋白质占40%～50%，RNA占50%～60%。组成核糖体的RNA为细胞

中一类专门的RNA，称为核糖体RNA（rRNA），它可占到细胞中RNA总量的

80%以上。

1.2核糖体的三维结构

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- 2 - 原核生物的核糖体由2个亚基构成，分别为30S的小亚基和50S的大亚基，

而这共同组成原核生物的70S的核糖体。其中，50S大亚基由23SrRNA、5SrRNA