上海交大学者最新Science发文:真核生物RNase P催化底物tRNA前体切割成熟的分子机制
来自上海交通大学附属第九医院精准医学研究院,中科院大连化物所发表了题为“Structural insight into precursor tRNA processing by yeast ribonuclease p”的文章,成功解析了酵母内源RNase p 全酶及其与底物pre-tRNA的复合物结构,这一里程碑式的研究工作首次完整的提出了真核生物RNase p催化底物tRNA前体切割成熟的分子机制,为核酶及RNA结构生物学领域的重大突破。
这一研究成果以长文的形式公布在9月28日的Science杂志上,文章的通讯作者为上海交通大学雷鸣研究员、武健研究员以及中科院大连化物所李国辉研究员,第一作者为兰鹏飞、谭明博士以及张跃斌。
tRNA作为体内重要的一类RNA分子,它首先是以前体的形式被转录出来,具有未成熟的5’和3’末端,其中5’端的成熟需要在进化上十分保守的RNA-蛋白质复合物RNase p来催化完成。RNase p存在于地球上的所有物种中,是生命活动所必需的,是由RNA介导并负责tRNA前体催化反应的核酶。
真核生物的RNase p 是由一条长链RNA分子(~300nt)和近十个蛋白质亚基组成的分子机器。目前我们对于真核生物中RNase p的组装形式以及其底物识别和催化机制还了解甚少。
在最新研究中,雷鸣团队成功解析了酵母内源RNase p 全酶及其与底物pre-tRNA的复合物结构,这个结构揭示了真核生物中RNase p各亚基在空间上原子分辨率的组织形式,各蛋白质亚基紧密交织在一起形成钩状结构来稳定住RNA催化亚基的构象。
同时他们发现RNase p以一种“双锚定(double anchor)”的机制来识别tRNA前体。tRNA的5’端被特异的锚定在催化中心以促使其完成切割反应。底物tRNA的结合诱导了该酶催化中心一个关键残基的巨大的构象变化。最后结合分子动力学模拟,他们提出了RNase p 催化反应的双镁离子模型,深入阐释了这一类古老核酶的催化分子机制。
这一里程碑式的研究工作首次完整的提出了真核生物RNase p催化底物tRNA前体切割成熟的分子机制,为核酶及RNA结构生物学领域的重大突破。
原文标题:
Structural insight into precursor tRNA processing by yeast ribonuclease p
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/09/26/science.aat6678?rss=1