捕獲的行為在行動中確定的RNA修飾蛋白的3-D結(jié)構(gòu)

細(xì)菌RNA結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)已經(jīng)在修飾RNA分子的過程中被確定 - 這一成就為研究人員提供了蛋白質(zhì)在行動中的功能的獨特視角，并且可能導(dǎo)致有助于對抗該蛋白質(zhì)的線索的線索?？股啬退幮愿腥镜陌l(fā)展。賓夕法尼亞州立大學(xué)研究小組研究小組發(fā)表的一篇論文發(fā)表在最新一期的“ 科學(xué) ”雜志上。

“我們已經(jīng)在與RNA分子相互作用的關(guān)鍵中間階段捕獲并表征了蛋白質(zhì) RlmN 的結(jié)構(gòu)，”賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)與生物化學(xué)與分子生物學(xué)教授，研究員Squire J. Booker說?；羧A德休斯醫(yī)學(xué)研究所，以及賓夕法尼亞州研究小組的領(lǐng)導(dǎo)人之一。“RlmN對RNA 分子進(jìn)行化學(xué)修飾，其功能是確保細(xì)菌能夠準(zhǔn)確地合成新蛋白質(zhì)。通過對這一中間步驟的描述，我們可以從機(jī)制上學(xué)到很多蛋白質(zhì)的功能。”

研究小組確定了來自細(xì)菌大腸桿菌的RlmN蛋白的三維結(jié)構(gòu)。他們利用RlmN蛋白中的突變，導(dǎo)致蛋白質(zhì)與其修飾的RNA分子之間的穩(wěn)定化學(xué)鍵。這種方法使研究人員能夠在正常的瞬態(tài)事件中捕獲并確定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

“RlmN是已知對至少兩種不同RNA分子進(jìn)行化學(xué)修飾的兩種蛋白質(zhì)之一。事實上，RlmN在技術(shù)上修飾了七種RNA - 它可以修飾核糖體RNA和六種不同轉(zhuǎn)移RNA的位點，”布克。“RlmN在進(jìn)化和功能上與一種賦予細(xì)菌抗生素抗性功能的蛋白質(zhì)非常密切相關(guān)，因為RlmN和Cfr的功能非常相似，我們可以使用我們的RlmN結(jié)構(gòu)與其底物之一結(jié)合。更好地了解Cfr如何賦予抗生素抗性。最終，該結(jié)構(gòu)可能有助于設(shè)計藥物分子以對抗抗生素抗性。“

直到最近，RlmN蛋白的唯一活性被認(rèn)為是核糖體RNA的修飾 - 核酸RNA是催化細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成的大RNA分子。令人驚訝的是，研究人員在其反應(yīng)循環(huán)中間捕獲了一種RlmN，與另一種更小的RNA分子結(jié)合。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)生在他們試圖捕獲RlmN蛋白質(zhì)的同時，它正在改變大腸桿菌細(xì)胞中的核糖體RNA 。研究人員確定了這種蛋白質(zhì)/ RNA復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，并證明RlmN蛋白與轉(zhuǎn)移RNA分子結(jié)合。轉(zhuǎn)移RNA也參與細(xì)胞中的蛋白質(zhì)構(gòu)建。

通過在純化蛋白質(zhì)和合成轉(zhuǎn)移RNA分子的試管中產(chǎn)生復(fù)合物，研究人員能夠改善與轉(zhuǎn)移RNA結(jié)合的RlmN蛋白結(jié)構(gòu)的分辨率。兩種結(jié)構(gòu)都表明，與進(jìn)行轉(zhuǎn)移RNA的化學(xué)修飾的其他蛋白質(zhì)不同，RmmN與轉(zhuǎn)移RNA分子的整個長度相互作用。除了較小的轉(zhuǎn)移RNA分子之外，延伸的RNA界面可以與RlmN修飾更大的RNA底物如核糖體RNA的能力相關(guān)聯(lián)。

“沒有多少RNA修飾蛋白可以針對不同類型的RNA，RlmN與唯一一種修飾核糖體和轉(zhuǎn)移 RNA的蛋白質(zhì)非常不同。區(qū)別在于RlmN不能識別RNA分子的序列，”Amie說。博恩，賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)與生物化學(xué)與分子生物學(xué)助理教授，研究團(tuán)隊的另一位領(lǐng)導(dǎo)。“RlmN反而識別其靶RNA的三維結(jié)構(gòu)。事實上，蛋白質(zhì)實際上重新改造了RNA，使其適合剛性結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的活性部位。這種獨特的底物識別方法可能是蛋白質(zhì)靶向兩種非常不同類型的RNA分子的關(guān)鍵。“

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