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中國學者解析植物PPR蛋白調控靶標RNAs的分子機理
閱讀：395 發布時間：2013-11-11
11月3日，學術期刊 Nature Structural & Molecular Biology 在線發表了中科院上海藥物研究所徐華強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蛋白結構與調控RNA processing 分子機理研究的成果。這項成果是繼9月18日發表在《The Journal of Biological Chemistry》上關于THA8-Like 識別靶標RNAs機理研究之后的又一重大突破。
Thylakoid assembly 8（THA8）可以介導植物葉綠體中ycf3 intron 的可變剪切，進而調節葉綠體的發育和植物的生長發育。上海藥物研究所徐華強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蛋白結構，此外得到了兩個不同靶標RNAs與THA8的蛋白復合物結構，為進一步理解PPR蛋白調控靶標RNAs的分子機理提供了更多信息。
THA8包括5個PPR結構域，沒有靶標RNA結合時，THA8 以單體的形式存在；當有靶標RNAs與THA8結合時，被識別的RNA 片段可以誘導THA8 發生二聚化或者多聚化。THA8/RNA 的復合物結構顯示靶標RNA存在于兩個THA8單體相互作用的界面上，在兩個不同的復合物結構中均出現一個保守的鳥甘酸（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RNAs至關重要。THA8二聚體的形成也對PPR蛋白結合靶標RNAs具有重要意義，介導THA8之間相互作用的氨基酸被突變之后，靶標RNAs便不能與THA8結合。基于此項研究，研究組提出了這類PPR蛋白調控靶標RNAs splicing的分子模型，即PPR蛋白通過識別pre-mRNA上的特定核苷酸，被誘導形成多聚體，這種蛋白與RNA的復合結構可以使得單鏈mRNA形成多個環狀結構，進而招募其他的splicing factors參與到RNAs processing中。
這項研究成果揭示了一種全新的PPR蛋白調控RNA processing的分子機理，對進一步理解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院、科技部“973計劃”、國家自然科學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