Перевод генетического кода в белках является центральным процессом в жизни и происходит в рибосоме, гигантской молекуле, состоящей из двух субъединиц. Именно здесь, как на конвейере, формируются длинные цепочки аминокислот. Междисциплинарной исследовательской группе Франкфуртского университета Гёте, EMBL в Гейдельберге и Генного центра Мюнхенского университета (LMU) удалось выяснить структуру центрального участника этого процесса, связанного с малой рибосомной субъединицей: белка, содержащего уникальный домен железа и серы с прозвищем «Железный молот» расщепляет две субъединицы рибосомы, когда цепь белка завершена, так что может начаться производство нового белка.
Две субъединицы рибосомы должны быть активно расщеплены после завершения белковой цепи, иначе в трансляции мРНК возникнут ошибки: исследования долгое время игнорировали этот факт. Центральным игроком в этом процессе «рециркуляции рибосом» является важный и очень динамичный металлофермент ABCE1. Железо-серный домен ABCE1, известный как «Железный молот», вращается и раздвигает рибосомные субъединицы, как рычаг.
Чтобы выяснить это, исследовательская группа под руководством профессора Роберта Тампе из Института биохимии Университета Гёте во Франкфурте выделила комплекс малой рибосомной субъединицы с ABCE1 (пост-расщепляющий комплекс) с помощью инновационного метода подготовки. Этот комплекс был химически закреплен и разрезан на части, при этом исходная информация о расстоянии была сохранена.
В EMBL в Гейдельберге исследователи использовали передовую масс-спектрометрию, чтобы проанализировать эти маленькие фрагменты и связать их друг с другом, выявив их исходные расстояния в нанометровом масштабе. Затем группа в Мюнхене исследовала реконструированный комплекс с помощью криогенного электронного микроскопа высокого разрешения и смогла реконструировать 3D-модель комплекса после расщепления с прочно связанным ABCE1 из обширной коллекции изображений отдельных частиц.
Профессор Роберт Тампе резюмирует значение этих результатов: «Мы заставили мятежный и агрессивный многодоменный фермент ABCE1 перейти в новое, неожиданное состояние на рибосоме и использовали объединенный опыт трех институтов, чтобы обогатить знания из учебников для будущие поколения студентов."