DNA與RNA相伴而生,是一對孿生分子,。生命起源最早出現(xiàn)可能是“核酸世界”,,DNA與RNA是后來分化產(chǎn)生的。在當(dāng)今生命系統(tǒng)中,,DNA,、RNA和蛋白質(zhì)起著決定的作用,成為生命系統(tǒng)中的三駕馬車。RNA干擾的發(fā)現(xiàn)表明,,生物基因表型的變化是受RNA控制的,。RNA轉(zhuǎn)錄后復(fù)雜的加工過程反映了RNA的進(jìn)化歷程。因此,,重新認(rèn)識RNA已成為當(dāng)前生命科學(xué)亟待解決的問題,。
RNA的功能主要依賴于它的結(jié)構(gòu)。因此,,RNA二級和三級結(jié)構(gòu)是RNA過程的一個(gè)關(guān)鍵因子,。RNA解旋酶(RNA helicases)是一個(gè)包含了與RNA代謝(從翻譯起始、核糖體形成,、前mRNA拼接和mRNA降解)的許多方面有關(guān)的蛋白質(zhì)家族,。
DEAD-box RNA解旋酶是RNA解旋酶中常見的一類酶蛋白。這種酶具有兩個(gè)RecA-like結(jié)構(gòu)域(RecA-like domains)充當(dāng)將RNA改變成較高級別結(jié)構(gòu)時(shí)的一個(gè)催化核心,。
在4月20日的Cell雜志上,,來自日本東京大學(xué)、RIKEN基因組科學(xué)中心,、岡崎研究所的研究人員公布說,,他們確定出果蠅DEAD-box protein Vasa的這個(gè)催化核的結(jié)構(gòu),該催化核與一個(gè)單鏈RNA和一個(gè)ATP類似物形成復(fù)合體,。該結(jié)構(gòu)的分辨率達(dá)到2.2埃,。
這會ATP類似物集中與這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域結(jié)合,并因此使他們變成更為緊密的形式,,而且保守殘基發(fā)生許多域間相互作用,。被結(jié)合的RNA劇烈彎曲,以與N端區(qū)域中的一個(gè)保守的α螺旋相協(xié)調(diào),。這種“契形”螺旋可通過弄彎一條鏈而干擾堿基配對,。
研究人員進(jìn)行的突變分析表明這種域間相互作用將ATP水解和RNA解旋偶和在一起,其可能機(jī)制是通過精確的定位來實(shí)現(xiàn)兩者的偶聯(lián),。這種不同于通常的改變位置的解螺旋酶的機(jī)制可能有助于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜RNA結(jié)構(gòu)的靶向調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn),。
這種酶反應(yīng)核心結(jié)構(gòu)的確定,有助于研究人員了解RNA加工過程更多的細(xì)節(jié),,為最終人類了解RNA過程以及實(shí)現(xiàn)人為操作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),。
原始出處:
Structural Basis for RNA Unwinding by the DEAD-Box Protein Drosophila Vasa
Toru Sengoku, Osamu Nureki, Akira Nakamura, Satoru Kobayashi, and Shigeyuki Yokoyama
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