蛋白复合物催化RNA核糖甲基化研究获进展

来自北京生命科学研究所的消息，北京生命科学研究所，中国医学科学院&北京协和医学院的研究人员发表了题为“Structural basis for site-specific ribose methylation by box C/D RNA protein complexes”的文章，解析了C/D RNA蛋白质复合物催化RNA核糖甲基化的结构机理。这一研究成果公布在1月27出版的《自然》（Nature）杂志上。文章的通讯作者是北京生命科学研究所的叶克穷研究员，这位早年毕业于浙江大学的青年科研人员2005年加入北京生科所，在蛋白质和核糖核酸之间的相互作用研究方面获得了颇多成果，进入北京生科所一年就发表了Nature文章，报道了催化假尿嘧啶形成的H/ACA RNA蛋白质完整复合物的空间结构，具体见北京生科所叶克穷发表《自然》文章。参与这项研究的还包括北京生命科学研究所林金钟博士，赖少梅、徐安毕、贾茹、张丽漫和卢静等，此项研究为科技部和北京市科委资助课题，在北京生命科学研究所完成。 C/D RNA是普遍存在于真核生物和古细菌的一类古老的非编码RNA，它们主要介导核糖体RNA和剪切体RNA大量特定位点上的核糖甲基化修饰，同时参与真核生物核糖体的装配。在古细菌中，C/D RNA和甲基转移酶fibrillarin，RNA结合蛋白L7Ae和骨架蛋白Nop5形成复合物。C/D RNA能和修饰位点两边的碱基序列互补配对，而实现对底物的特异性选择。虽然对这个复合物的结构已经有较多研究，但二个基本问题仍然没有解决。首先C/D RNA是如何和蛋白质组装形成复合物的？其中经典的模型认为一条C/D RNA和两套蛋白结合形成所谓的“单体”结构，但是最近的研究认为两条C/D RNA和四套蛋白结合形成 “交叉双体”结构。第二个问题是C/D RNA如何指导甲基转移酶选择特定的修饰位点？这一论文报道了一个加载了底物的完整C/D RNA蛋白质复合物的3.15埃晶体结构。其中晶体X光衍射数据在上海光源生物大分子晶体学线站BL17U搜集。该结构首次显示了这个复杂分子机器的整体组装方式，为“单体”模型提供了直接的证据。这个结构还清楚的显示了底物RNA的结合方式和催化亚基选择特定修饰位点的方式。作者还发现，为了形成催化所需的活性状态，底物的加载诱发了复合物内部结构发生广泛的变化。叶克穷实验室之前还详细研究了另一类催化假尿嘧啶形成的H/ACA RNA蛋白质复合物的结构。随着C/D RNA蛋白质复合物结构的解析，我们对生物体内两大类参与RNA修饰的复合物的工作原理均得到了在原子水平的认识。（来源：生物通万纹）