Commun Biol丨Polysome profiling应用：核糖体翻译的意外刹车——人源无细胞筛选锁定真菌毒素NT-2

蛋白质合成与翻译调控在生命活动和疾病发生中发挥着核心作用。翻译抑制剂是探测核糖体功能及开展疾病治疗的重要工具。

传统基于活细胞的筛选方法常受限于化合物摄取、细胞毒性及复杂的生理环境。常规的无细胞系统则缺乏人类特异性背景且难以满足高通量筛选（HTS）的需求。

真菌代谢产生的霉菌素作为常见环境污染物会严重危害全球食品安全并影响核心细胞进程。因此开发高通量且具人类特异性的无细胞翻译筛选平台对于发现新型翻译抑制剂至关重要。

2026年9月23日，瑞士伯尔尼大学Evangelos D. Karousis团队在Communications Biology上发表了题为“A human cell-free translation screen identifies the NT-2 mycotoxin as a ribosomal inhibitor that binds the peptidyl transferase center”的研究论文。本研究建立并应用高通量人类无细胞翻译筛选平台，鉴定出真菌毒素NT-2是特异性结合核糖体肽基转移酶中心（PTC）的新型真核翻译抑制剂。

文章索引

【标题】A human cell-free translation screen identifies the NT-2 mycotoxin as a ribosomal inhibitor that binds the peptidyl transferase center

【发表期刊】Communications Biology

【发表日期】2026年9月23日

【作者及团队】瑞士伯尔尼大学Evangelos D. Karousis团队

【IF】5.1

研究结果

一、成功建立高通量的人类无细胞翻译筛选平台

研究团队建立了一个基于人HeLa细胞裂解液和荧光素酶报告基因mRNA的无细胞翻译筛选（CFTS）平台。

该平台通过优化反应体系，实现了在384孔板中的微量化和自动化操作，且具有高稳定性和可重复性，适用于大规模化合物筛选。

二、大规模筛选鉴定出多种新型翻译抑制剂

利用CFTS平台，研究人员对来自6个不同化学库的约28000种小分子进行了筛选。

筛选不仅验证了多种已知的翻译抑制剂，还发现了36种此前未报道过具有翻译抑制活性的新化合物，其中就包括来自天然产物库的霉菌毒素NT-2。

三、确认霉菌毒素NT-2是一种有效的翻译抑制剂

通过剂量响应曲线、Western blot蛋白检测等二次验证实验，研究证实NT-2能够有效抑制人无细胞体系中的蛋白质合成。

其在无细胞体系中的半数抑制浓度（IC50）为4.1μM，并且排除了其直接抑制荧光素酶活性的可能性，确认其为一种真正的翻译抑制剂。

四、NT-2特异性抑制真核生物翻译

在HEK293T细胞中，嘌呤霉素掺入实验显示NT-2的细胞内IC50约为135nM，Polysome profiling多聚核糖体分析表明多聚核糖体明显减少、80S单核糖体积累，但未观察到eIF2α磷酸化增加。

NT-2不影响大肠杆菌生长和细菌S30翻译体系，也不影响完整酿酒酵母细胞的生长和蛋白质合成，却能显著抑制酵母细胞裂解液中的翻译，提示物种差异主要与细胞摄取、外排或细胞壁屏障有关。

五、高分辨率结构揭示NT-2结合于核糖体肽基转移酶中心

利用冷冻电子显微镜（cryo-EM）技术，研究人员解析了与NT-2结合的人80S核糖体结构，分辨率高达1.76Å。

结构清晰地显示，NT-2分子结合在60S大亚基的肽基转移酶中心（PTC）的A位点裂口处，通过氢键和范德华力与核糖体RNA相互作用。

六、NT-2诱导核糖体进入eEF2/SERBP1结合的休眠状态

结构比对分析显示NT-2的结合位点与多种已知的PTC抑制剂重叠。

此外，研究团队通过对cryo-EM颗粒的分类分析发现，在NT-2处理的细胞中，与真核延伸因子2（eEF2）和SERBP1蛋白结合的休眠状态核糖体复合物数量显著增加了约4倍，揭示了NT-2抑制作用下一种意想不到的细胞响应机制。

总结

本研究开发了一种新颖的人类无细胞翻译筛选方法，并成功鉴定出一种此前未被表征的真菌毒素NT-2是有效的真核翻译抑制剂。通过高分辨率的结构和功能分析，研究不仅阐明了NT-2通过结合核糖体PTC发挥作用的分子机制，还揭示了其能诱导核糖体进入一种由SERBP1稳定的休眠状态，为理解环境毒素与核糖体生物学的相互作用提供了新视角。