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中國學(xué)者解析植物PPR蛋白調(diào)控靶標(biāo)RNAs的分子機(jī)理
閱讀：381 發(fā)布時間：2013-11-11
11月3日，學(xué)術(shù)期刊 Nature Structural & Molecular Biology 在線發(fā)表了中科院上海藥物研究所徐華強(qiáng)研究組與上海植物逆境研究中心朱健康研究組合作項目——植物PPR蛋白結(jié)構(gòu)與調(diào)控RNA processing 分子機(jī)理研究的成果。這項成果是繼9月18日發(fā)表在《The Journal of Biological Chemistry》上關(guān)于THA8-Like 識別靶標(biāo)RNAs機(jī)理研究之后的又一重大突破。
Thylakoid assembly 8（THA8）可以介導(dǎo)植物葉綠體中ycf3 intron 的可變剪切，進(jìn)而調(diào)節(jié)葉綠體的發(fā)育和植物的生長發(fā)育。上海藥物研究所徐華強(qiáng)研究組與上海植物逆境研究中心朱健康研究組合作并成功解析了Brachypodium distachyon 種屬的THA8蛋白結(jié)構(gòu)，此外得到了兩個不同靶標(biāo)RNAs與THA8的蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步理解PPR蛋白調(diào)控靶標(biāo)RNAs的分子機(jī)理提供了更多信息。
THA8包括5個PPR結(jié)構(gòu)域，沒有靶標(biāo)RNA結(jié)合時，THA8 以單體的形式存在；當(dāng)有靶標(biāo)RNAs與THA8結(jié)合時，被識別的RNA 片段可以誘導(dǎo)THA8 發(fā)生二聚化或者多聚化。THA8/RNA 的復(fù)合物結(jié)構(gòu)顯示靶標(biāo)RNA存在于兩個THA8單體相互作用的界面上，在兩個不同的復(fù)合物結(jié)構(gòu)中均出現(xiàn)一個保守的鳥甘酸（G）與兩個毗鄰的THA8單體的氨基酸殘基相互作用，這些氨基酸對于PPR蛋白識別其靶標(biāo)RNAs至關(guān)重要。THA8二聚體的形成也對PPR蛋白結(jié)合靶標(biāo)RNAs具有重要意義，介導(dǎo)THA8之間相互作用的氨基酸被突變之后，靶標(biāo)RNAs便不能與THA8結(jié)合?；诖隧椦芯浚芯拷M提出了這類PPR蛋白調(diào)控靶標(biāo)RNAs splicing的分子模型，即PPR蛋白通過識別pre-mRNA上的特定核苷酸，被誘導(dǎo)形成多聚體，這種蛋白與RNA的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以使得單鏈mRNA形成多個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而招募其他的splicing factors參與到RNAs processing中。
這項研究成果揭示了一種全新的PPR蛋白調(diào)控RNA processing的分子機(jī)理，對進(jìn)一步理解PPR蛋白的功能和RNA splicing具有重要的意義。
該研究得到了中國科學(xué)院、科技部“973計劃”、國家自然科學(xué)基金委及上海市科委的支持。
原文檢索：
Jiyuan Ke, Run-Ze Chen, Ting Ban, X Edward Zhou, Xin Gu, M H Eileen Tan, Chen Chen, Yanyong Kang, Joseph S Brunzelle, Jian-Kang Zhu, Karsten Melcher& H Eric Xu. Structural basis for RNA recognition by a dimeric PPR-protein complex. Nature Structural & Molecular Biology, 03 November 2013; doi:10.1038/nsmb.2710