RNA與分子伴侶協同作用新模式
日期:2012-01-18 09:02:06
來自中國科技技術大學生命科學學院的研究人員在新研究中揭示了大腸桿菌Hfq六聚體在與小RNA DsrA結合過程中協同作用的新模式。相關研究論文“Cooperation of Escherichia coli Hfq hexamers in DsrA binding”發表在國際分子和發育生物學權威學術期刊《Genes & Development 》(影響因子12.889)上。
文章的通訊作者中國科學技術大學生命科學學院的施蘊渝教授,其1997年當選中國科學院院士,2009年當選為第三世界科學院院士。主要研究方向是用多維核磁共振波譜及計算生物學研究與重大疾病或重要生理功能相關的蛋白質結構,動力學與功能關系,以及蛋白質與蛋白質、蛋白質與核酸、蛋白質與小分子配基的相互作用。文章的第一作者是是中國科學技術大學生命科學學院博士生王維維。
細菌為應對外界環境的變化(紫外輻射,氧化應激,熱休克,低溫,高滲透壓,磷脂糖毒性,鐵離子濃度)會產生非編碼的小RNA。這些小RNA可以調節mRNA的翻譯,或影響mRNA的穩定性。這種對外界環境變化的響應對細菌的生存是至關重要的。
rpoS mRNA編碼RNA聚合酶σS因子。σs是大腸桿菌應激響應的主調節者。DsrA是一種小RNA,它在低溫下調節rpoS的有效翻譯。DsrA調節rpoS的翻譯,需要RNA分子伴侶Hfq參與。
在這篇文章中,研究人員解出了Hfq與DsrA上一段RNA片段(這是一段Hfq與DsrA結合區域),AU6A(AUUUUUUA), 以及與ADP三元復合物的晶體結構,以及Hfq與ADP二元復合物的晶體結構。發現Hfq與DsrA結合區域結合,及與ADP分子結合需要2個Hfq分子分別采用兩個不同的分子表面協同作用。晶體結構顯示AU6A與Hfq的結合采取了不同于已知的RNA與Hfq的結合模式。核磁共振化學位移擾動實驗,順磁弛豫增強實驗,說明在溶液中Hfq與DsrA的結合,以及與ADP分子結合也采取相同模式。熒光共振能量轉移實驗表明全長的DsrA與全長的Hfq的結合確實涉及兩個Hfq分子。上述工作還發現了前人未知的與ADP結合的關鍵氨基酸殘基。
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