生物谷：來自中國科學(xué)院生物物理研究院國家生物大分子國家重點實驗室（National Laboratory of Biomacromolecules）,，天津醫(yī)科大學(xué)免疫學(xué)系，清華大學(xué)生命科學(xué)實驗樓,，美國喬治亞州大學(xué),，芬蘭坦佩雷大學(xué)的研究人員對p100蛋白這種多功能轉(zhuǎn)錄共激活因子的結(jié)晶結(jié)晶進行了進一步的分析，部分解釋了p100在轉(zhuǎn)錄和剪接中的不同作用,，有利于進一步了解p100蛋白的功能和作用機制,。這一研究成果公布在Nature-Structural Molecular biology雜志上。
文章的通訊作者為生物物理研究所的劉志杰研究員,，以及天津醫(yī)科大學(xué)的楊潔教授,，同時參予研究的還有清華大學(xué)饒子和院士，以及趙敏（Min Zhao,，音譯,，第一作者），Neil Shaw（第一作者）,。
信號傳導(dǎo)通道是人體免疫反應(yīng)的重要通道之一,，它們通過IL-4受體調(diào)控細胞周期而誘導(dǎo)了T細胞的增殖分化，在如過敏,，哮喘,，癌癥等許多疾病中有極為重要的作用.。
多功能轉(zhuǎn)錄共激活因子p100蛋白是此通道中的一個非常重要多種功能蛋白,。p100蛋白發(fā)現(xiàn)至今已有近十年歷史,，到目前為止，發(fā)現(xiàn)的p100蛋白涵蓋的功能有：p100蛋白是EBNA2的轉(zhuǎn)錄調(diào)控激活因子,；p100蛋白與轉(zhuǎn)錄因子cMyb和絲氨酸/蘇氨酸激酶pim1結(jié)合并增強活性,；p100蛋白與病毒mRNA合成密切相關(guān)的nsp1特異性結(jié)合；p100蛋白是RNA介導(dǎo)的沉默復(fù)合物(RISC)的重要亞基之一,，并能夠與富含U·I和I·Upair的dsRNA相互作用,；p100蛋白作為共激活因子促進STAT5和STAT6介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄活性調(diào)控，并形成多種蛋白質(zhì)復(fù)合物,，包括RNApolII-p100-STAT6,；p100-STAT5；STAT6-p100-RHA等,。
然而到目前為止還沒有有關(guān)p100的全面的結(jié)構(gòu)和功能研究的報道,，生物物理研究所生物大分子國家重點實驗室人源多功能轉(zhuǎn)錄共激活因子p100結(jié)構(gòu)與功能研究（劉志杰組）的研究人員表達和純化了人源p100蛋白Tudor結(jié)構(gòu)域，并獲得了晶體,，解析了其精細三維結(jié)構(gòu),，為進一步研究p100和蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能提供了有利證據(jù)。
在這篇文章中,，重點實驗室的研究人員與天津醫(yī)科大學(xué)楊潔研究小組的成員合作進一步對p100蛋白的結(jié)構(gòu)和功能分析進行分析——楊潔研究小組主要從事轉(zhuǎn)錄激活因子-人類p100蛋白參與pre-mRNA剪接加工分子機制方面的研究,，他們發(fā)現(xiàn)人類p100蛋白是一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄調(diào)控子，能通過在啟動子特異性激活因子和基本轉(zhuǎn)錄機器之間形成連接從而促進基因轉(zhuǎn)錄,。
文章新發(fā)現(xiàn)：
證明p100蛋白的tudor和SN（TSN）位點能于U核內(nèi)小核糖核蛋白/核小核糖核蛋白（ small nuclear ribonucleoprotein,，snRNP ）復(fù)合物——由小分子核內(nèi)RNA和蛋白構(gòu)成的復(fù)合體,，前體mRNA在上面進行加工，相互作用,，這說明p100在前體mRNA加工工程中的作用,。
確定了p100 TSN位點的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，描繪了p100可能具有功能的分子基礎(chǔ),。
這種結(jié)構(gòu)類似于hook,，鉤狀，一條鉸鏈狀結(jié)構(gòu)控制著hook的移動和方向,。
這些發(fā)現(xiàn)告訴我們一種保守的芳香族cage鉤住了snRNPs的甲基化基團,，將p100錨定在剪接體（spliceosome）上，這種結(jié)構(gòu)部分解釋了p100在轉(zhuǎn)錄和剪接中的不同作用,。
剪接體(spliceosome)
在剪接過程中形成的剪接復(fù)合物稱為剪接體,剪接體的主要組成是蛋白質(zhì)和小分子的核RNA(snRNA),。復(fù)合物的沉降系數(shù)約為50～60S,它是在剪接過程的各個階段隨著snRNA的加入而形成的。也就是說在完整的pre-mRNA上形成的一個剪接中間體,。
剪接體的裝配同核糖體的裝配相似,。依靠RNA-RNA、RNA-蛋白質(zhì),、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)等三方面的相互作用?？赡鼙群颂求w更復(fù)雜,，要涉及snRNA的堿基配對，相互識別等,。
原始出處:
Nature-Structural Molecular biology
Published online: 15 July 2007; | doi:10.1038/nsmb1269
The multifunctional human p100 protein 'hooks' methylated ligands
Neil Shaw1, 6, Min Zhao2, 6, Chongyun Cheng1, Hao Xu2, Juha Saarikettu3, Yang Li1, Yurong Da4, Zhi Yao4, Olli Silvennoinen3, Jie Yang4, Zhi-Jie Liu1, Bi-Cheng Wang2 & Zihe Rao1, 5
1 National Laboratory of Biomacromolecules, Institute of Biophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China.
2 Southeast Collaboratory for Structural Genomics, Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Georgia, Athens, Georgia 30602, USA.
3 Institute of Medical Technology, University of Tampere and Tampere University Hospital, FIN-33014 Tampere, Finland.
4 Department of Immunology, Tianjin Medical University, Tianjin, 300070, China.
5 Laboratory of Structural Biology, Life Science Building, Tsinghua University, Beijing 100084, China.
6 These authors contributed equally to this work.
Correspondence should be addressed to Zhi-Jie Liu [email protected] or Jie Yang [email protected]
The human p100 protein is a vital transcription regulator that increases gene transcription by forming a physical bridge between promoter-specific activators and the basal transcription machinery. Here we demonstrate that the tudor and SN (TSN) domain of p100 interacts with U small nuclear ribonucleoprotein (snRNP) complexes, suggesting a role for p100 in the processing of precursor messenger RNA. We determined the crystal structure of the p100 TSN domain to delineate the molecular basis of p100's proposed functions. The interdigitated structure resembles a hook, with a hinge controlling the movement and orientation of the hook. Our studies suggest that a conserved aromatic cage hooks methyl groups of snRNPs and anchors p100 to the spliceosome. These structural insights partly explain the distinct roles of p100 in transcription and splicing.
Figure 1. Overall structure of the p100 TSN domain.
(a) Diagram of the human p100 protein architecture, showing the five SN-like domains and the tudor domain. (b,c) Cartoon illustration of the C-terminal human p100 TSN domain structure. Blue, SN domain; pink, tudor domain. (d) Amino acid sequence of interdigitated p100 TSN domain, with secondary structural annotations. Residues are colored by domain as in b.
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全文鏈接：
http://www.nature.com/nsmb/journal/vaop/ncurrent/full/nsmb1269.html
附：
饒子和
中國科學(xué)院院士
清華大學(xué)教授,，結(jié)構(gòu)生物學(xué)實驗室主任
中科院生物物理所所長，學(xué)術(shù)委員會主任
清華大學(xué)"蛋白質(zhì)科學(xué)"教育部重點實驗室任
中國晶體學(xué)會常務(wù)理事兼生物大分子委員會主任
中國生物物理學(xué)會理事兼生物大分子委員會主任
研究方向：與重大疾病或重要生理功能相關(guān)的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu),、功能以及蛋白質(zhì)工程與創(chuàng)新藥物的研究,。
科研領(lǐng)域：
蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)復(fù)合體以及蛋白質(zhì)復(fù)雜體系的三維結(jié)構(gòu)與功能研究
蛋白質(zhì)工程及藥物設(shè)計
結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(xué)與結(jié)構(gòu)基因組學(xué)
獲獎情況：
1999年獲“求是杰出青年學(xué)者獎”
2000年獲國家教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授
2003年度“何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進步獎”
2004年被評為國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）先進個人
Email：[email protected]
所在實驗室主頁：http://www.xtal.tsinghua.edu.cn/
劉志杰
男,，博士,，中科院生物物理研究所研究員，博士生導(dǎo)師,。
1995年在中科院生物物理研究所獲蛋白質(zhì)晶體學(xué)博士學(xué)位,。
1995和1997年先后在美國匹茲堡大學(xué)和佐治亞大學(xué)完成博士后。
1997年和2002年在佐治亞先后任助理研究員和副研究員,，美國東南區(qū)結(jié)構(gòu)基因組研究中心Crystallomics實驗室主任,。提出并構(gòu)建了美國東南區(qū)結(jié)構(gòu)基因組研究中心的基因到結(jié)構(gòu)的高效流水線，測定了八十多種蛋白質(zhì)及其復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu),，已在Cell, Nat Struc Mole Biol, PNAS 等SCI收錄的國外核心期刊發(fā)表論文50余篇,。
2005年10月作為中國科學(xué)院海外杰出人才引進計劃“百人計劃”研究員引進回國工作,。
目前主要從事四個方面的研究：人體內(nèi)與信號的轉(zhuǎn)錄調(diào)控和激活相關(guān)的蛋白質(zhì)及多蛋白質(zhì)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)與功能研究；動物體內(nèi)生物發(fā)光蛋白的發(fā)光機理與應(yīng)用的研究,；與人類肝臟疾病相關(guān)的酶的結(jié)構(gòu)與發(fā)病機理的研究,；基于單波長反常散射的蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的相位求解方法研究。目前作為首席科學(xué)家主持科技部“863”重大項目”關(guān)于肝臟代謝及肝病相關(guān)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)研究”和國家基金委面上項目“基于Coelentrazine的生物發(fā)光蛋白的結(jié)構(gòu)及發(fā)光機理的研究”,。
楊潔
女,，1968年10月出生
學(xué)習(xí)和工作簡歷：
1986年9月-1992年7月中山醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)系(英文班，醫(yī)學(xué)學(xué)士)
1992年9月-1997年7月中山醫(yī)科大學(xué)生化教研室(醫(yī)學(xué)博士)
1997年7月-1998年12月中山醫(yī)科大學(xué)生化教研室(講師)
于2004年9月到天津醫(yī)科大學(xué)訪問和講學(xué),。
