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分子伴侶作用機制

日期:2011-12-01 08:59:45

北京生命科學研究所葉克窮實驗室是一個主要研究蛋白質和核酸核糖核酸之間的互相作用的研究團隊,近期其研究組發表了題為“Structure of the Shq1Cbf5Nop10Gar1 complex and implications for H/ACA RNP biogenesis and dyskeratosis congenita”的文章,蛋白質晶體學、生化和酵母實驗分析了一種分子伴侶:Shq1的結構和功能,相關成果公布在《The EMBO Journal》雜志上。

 

文章的第一作者是北生所研究生李爽和段景琦博士,通訊作者是葉克窮博士,其它研究人員包括李丹丹和馬守偲等,這項研究是葉克窮博士研究組非編碼RNA研究領域的又一最新成果。

 

隨著生命科學研究的不斷深入,RNA對生命活動的意義已經遠遠超出了原有的理解:它們不僅僅作為編碼蛋白質的模板,許多不編碼蛋白質的RNA在生命過程也有重要的功能。非編碼RNA究竟擔當什么樣的生物學功能引起了生物學家的極大的興趣。

 

葉克窮博士研究組一直致力于非編碼RNA的研究,曾發表多篇文章,解析非編碼RNA,而這篇文章則是由非編碼RNA研究延伸獲得的,與稱為H/ACA RNP的非編碼RNA有關的組裝因子Shq1的最新成果——H/ACA RNP是由H/ACA RNA和四個蛋白質形成的復合物,具有催化RNA假尿嘧啶修飾,裝配核糖體和合成端粒等功能。H/ACA RNP在體內組裝需要組裝因子Shq1的參與。

 

許多生物大分子復合物在體外具有自我組裝的特性,但它們在生物體內的組裝經常需要一些分子伴侶的幫助才能完成,這些分子伴侶的具體作用往往并不清楚。

 

研究人員解析了Shq1的結構以及它和H/ACA RNP中三個蛋白質形成復合物的空間結構。作者發現Shq1Cbf5緊密結合,Shq1不影響Cbf5和其它蛋白結合,但能阻礙和RNA的結合。而且Shq1的功能在高溫下更加重要。作者提出Shq1作為一個組裝分子伴侶可能有防止組裝錯誤的RNA和保護蛋白質聚合的功能。

 

已經知道,人類的Cbf5蛋白質發生突變后會引起端粒的縮短和一種罕見的先天性角化不良疾病(dyskeratosis congenita)。這是由于H/ACA RNP是人類端粒合成酶的組成部分,而端粒作為染色體末端的特殊結構和染色體穩定性有重要關系。作者發現一部分和疾病有關的Cbf5突變分布在結合Shq1的分子界面上,提示這些突變可能影響Shq1的結合,乃至影響端粒酶的組裝和端粒的合成。作者還發現很多突變并沒有分布在Shq1的結合界面上,它們可能有其他方面的影響。


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