nature

当前位置: Nature » 分子生物学 » 正文

Nature子刊:中外科学家合作揭示新型自剪切型核酶Pistol的结构与催化机制

摘要 : 2016年7月11日, 国际学术权威刊物自然出版集团旗下《Nature Chemical Biology》杂志在线发表了奥地利利奥波德茵大学Ronald Micura研究组、美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心Dinshaw J Patel研究组和浙江大学生命科学研究院任艾明研究员合作的一篇研究论文

 2016年7月11日, 国际学术权威刊物自然出版集团旗下《Nature Chemical Biology》杂志在线发表了奥地利利奥波德茵大学Ronald Micura研究组、美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心Dinshaw J Patel研究组和浙江大学生命科学研究院任艾明研究员合作的一篇研究论文,论文题为"Pistol ribozyme adopts a pseudoknot fold facilitating site-specific in-line cleavage”的研究论文。浙江大学生命科学研究院任艾明研究员为论文第一作者,Ronald Micura教授和Dinshaw J Patel研究员为论文共同通讯作者。

核酶是一类重要的具有催化功能的非编码RNA分子。小的自剪切型核酶(small self-cleaving ribozyme)发现于30多年前,长度在50到150 个碱基之间,至今只有九种该类核酶被报道。Pistol核酶是最近在基因组比对中发现三类小的自剪切型核酶之一。

任艾明研究员利用x-射线晶体学的方法,解析了来自env25的Pistol核酶的三维空间结构。该结构含有三个茎区(Stem P1, P2, P3)和一个假节(Pseudoknot PK)结构,整体呈现假节镶嵌的构象。催化中心(G53和U54)处于茎区P2,P3与假节PK交叉相结区,通过碱基的堆积作用及氢键作用被稳定在in-line的活性构象。基于结构,通过突变体酶切实验、同位素标记的NMR图谱解析以及荧光动力学检测,发现高度保守的碱基G40(N1 位)和A32 (N3 和 2’-OH 位)在反应中分别充当广义碱和广义酸参与该核酶的催化过程。此项工作为研究RNA分子的结构特征与功能关系提供了重要的结构信息;为开发Pistol核酶在医学、药学等方面的应用提供了一定的理论依据;同时也为“RNA世界起源说”提供了强有力的支持。

01-1469064214-63201

Pistol核酶三维空间结构

01-1469064219-63203

Pistol核酶催化中心构象

原文链接:

Pistol ribozyme adopts a pseudoknot fold facilitating site-specific in-line cleavage

原文摘要:

The field of small self-cleaving nucleolytic ribozymes has been invigorated by the recent discovery of the twister, twister-sister, pistol and hatchet ribozymes. We report the crystal structure of a pistol ribozyme termed env25, which adopts a compact tertiary architecture stabilized by an embedded pseudoknot fold. The G-U cleavage site adopts a splayed-apart conformation with in-line alignment of the modeled 2′-O of G for attack on the adjacent to-be-cleaved P-O5′ bond. Highly conserved residues G40 (N1 position) and A32 (N3 and 2′-OH positions) are aligned to act as a general base and a general acid, respectively, to accelerate cleavage chemistry, with their roles confirmed by cleavage assays on variants, and an increased pKa of 4.7 for A32. Our structure of the pistol ribozyme defined how the overall and local topologies dictate the in-line alignment at the G-U cleavage site, with cleavage assays on variants revealing key residues that participate in acid-base-catalyzed cleavage chemistry.

来源: Nature Chemical Biology 浏览次数:0

热门文章TOP

RSS订阅 - 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容: - 网站地图
网站联系电话:020-87540820 备案号:粤ICP备11050685号-8 增值电信业务经营许可证:粤B2-20120479
©2011-2015 生物帮 All rights reserved.