西亞試劑：C/D RNA蛋白質(zhì)復(fù)合物催化RNA核糖甲基化的結(jié)構(gòu)機(jī)理

北京生命科學(xué)研究所葉克窮實(shí)驗(yàn)室在《自然》雜志發(fā)表論文，該論文研究了C/D RNA蛋白質(zhì)復(fù)合物催化RNA核糖甲基化的結(jié)構(gòu)機(jī)理。

C/D RNA是普遍存在于真核生物和古細(xì)菌的一類古老的非編碼RNA，它們主要介導(dǎo)核糖體RNA和剪切體RNA大量特定位點(diǎn)上的核糖甲基化修飾，同時參與真核生物核糖體的裝配。在古細(xì)菌中，C/D RNA和甲基轉(zhuǎn)移酶fibrillarin，RNA結(jié)合蛋白L7Ae和骨架蛋白Nop5形成復(fù)合物。C/D RNA能和修飾位點(diǎn)兩邊的堿基序列互補(bǔ)配對，而實(shí)現(xiàn)對底物的特異性選擇。雖然對這個復(fù)合物的結(jié)構(gòu)已經(jīng)有較多研究，但二個基本問題仍然沒有解決。首先C/D RNA是如何和蛋白質(zhì)組裝形成復(fù)合物的？其中經(jīng)典的模型認(rèn)為一條C/D RNA和兩套蛋白結(jié)合形成所謂的“單體”結(jié)構(gòu)，但是最近的研究認(rèn)為兩條C/D RNA和四套蛋白結(jié)合形成 “交叉雙體”結(jié)構(gòu)。第二個問題是C/D RNA如何指導(dǎo)甲基轉(zhuǎn)移酶選擇特定的修飾位點(diǎn)？

該論文報道了一個加載了底物的完整C/D RNA蛋白質(zhì)復(fù)合物的3.15埃晶體結(jié)構(gòu)。其中晶體X光衍射數(shù)據(jù)在上海光源生物大分子晶體學(xué)線站BL17U搜集。該結(jié)構(gòu)首次顯示了這個復(fù)雜分子機(jī)器的整體組裝方式，為“單體”模型提供了直接的證據(jù)。這個結(jié)構(gòu)還清楚的顯示了底物RNA的結(jié)合方式和催化亞基選擇特定修飾位點(diǎn)的方式。作者還發(fā)現(xiàn)，為了形成催化所需的活性狀態(tài)，底物的加載誘發(fā)了復(fù)合物內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生廣泛的變化。

葉克窮實(shí)驗(yàn)室之前還詳細(xì)研究了另一類催化假尿嘧啶形成的H/ACA RNA蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。隨著C/D RNA蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)的解析，我們對生物體內(nèi)兩大類參與RNA修飾的復(fù)合物的工作原理均得到了在原子水平的認(rèn)識。

論文的第一作者是我所林金鐘博士，另外賴少梅、徐安畢、賈茹、張麗漫和盧靜等人也參與了此研究工作。葉克窮博士為本文通訊作者。此項(xiàng)研究為科技部和北京市科委資助課題，在北京生命科學(xué)研究所完成