论文题目：RIOK3 mediates the degradation of 40S ribosomes

期刊名称：Molecular Cell

成果所有人：程净东

论文发表时间：2025年02月20日

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本研究首次鉴定了RIOK3蛋白作为40S核糖体泛素化的“reader”，识别并介导了40S核糖体的降解。此发现填补了核糖体质量控制领域中泛素化与核糖体降解之间关键机制的空白，为阐明细胞如何维持核糖体稳态提供了全新见解。本研究首先证明，在氨基酸饥饿等应激条件下，40S核糖体会被降解，而RNF10通过对uS5和uS3的泛素化在这一过程中发挥了关键作用。随后，研究人员通过蛋白组学结合了生化实验等技术手段，首次鉴定了蛋白激酶RIOK3可以特异性的识别被RNF10泛素化的40S核糖体，并作为新的核糖体降解因子介导这一类核糖体的降解。通过冷冻电镜结构的解析，使得研究者能够清晰地观察到泛素化的40S核糖体通过其上uS3和uS5上的修饰的泛素基团直接与RIOK3结合，从而被识别并促进降解。这一发现进一步证实了RIOK3在泛素化40S核糖体降解中的重要作用，并揭示了其通过特异性识别泛素化标记来介导降解的分子机制。值得一提的是，研究者捕捉到了一系列处于降解过程中的40S核糖体状态，直观地展示了40S核糖体在降解过程中，其结构与组分发生的连续变化。结合纳米孔测序（Nanopore sequencing）结果，研究者进一步揭示了RIOK3与40S核糖体结合后如何从18S rRNA的3’端开始触发降解过程，直至核糖体整体被分解。综合以上发现，在氨基酸饥饿或蛋白质折叠应激等条件下，RNF10对40S核糖体的uS3和uS5进行泛素化，促使这些核糖体从正在进行翻译的复合物中释放出来，形成游离的泛素化40S亚基。随后，RIOK3识别并结合这些泛素化标记（的核糖体），触发18S rRNA的降解，从而引发整个40S核糖体的逐步分解。