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11月3日，學(xué)術(shù)期刊 Nature Structural & Molecular Biology 在線發(fā)表了中科院上海藥物研究所徐華強研究組與上海植物逆境研究中心朱健康研究組合作項目——植物PPR蛋白結(jié)構(gòu)與調(diào)控RNA processing 分子機理研究的成果。這項成果是繼9月18日發(fā)表在《The Journal of Biological Chemistry》上關(guān)于THA8-Like 識別靶標(biāo)RNAs機理研究之后的又一重大突破。

Thylakoid assembly 8（THA8）可以介導(dǎo)植物葉綠體中ycf3 intron 的可變剪切，進而調(diào)節(jié)葉綠體的發(fā)育和植物的生長發(fā)育。上海藥物研究所徐華強研究組與上海植物逆境研究中心朱健康研究組合作并成功解析了Brachypodium distachyon 種屬的THA8蛋白結(jié)構(gòu)，此外得到了兩個不同靶標(biāo)RNAs與THA8的蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)，為進一步理解PPR蛋白調(diào)控靶標(biāo)RNAs的分子機理提供了更多信息。

THA8包括5個PPR結(jié)構(gòu)域，沒有靶標(biāo)RNA結(jié)合時，THA8 以單體的形式存在；當(dāng)有靶標(biāo)RNAs與THA8結(jié)合時，被識別的RNA  片段可以誘導(dǎo)THA8 發(fā)生二聚化或者多聚化。THA8/RNA 的復(fù)合物結(jié)構(gòu)顯示靶標(biāo)RNA存在于兩個THA8單體相互作用的界面上，在兩個不同的復(fù)合物結(jié)構(gòu)中均出現(xiàn)一個保守的鳥甘酸（G）與兩個毗鄰的THA8單體的氨基酸殘基相互作用，這些氨基酸對于PPR蛋白識別其靶標(biāo)RNAs至關(guān)重要。THA8二聚體的形成也對PPR蛋白結(jié)合靶標(biāo)RNAs具有重要意義，介導(dǎo)THA8之間相互作用的氨基酸被突變之后，靶標(biāo)RNAs便不能與THA8結(jié)合?；诖隧椦芯浚芯拷M提出了這類PPR蛋白調(diào)控靶標(biāo)RNAs splicing的分子模型，即PPR蛋白通過識別pre-mRNA上的特定核苷酸，被誘導(dǎo)形成多聚體，這種蛋白與RNA的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以使得單鏈mRNA形成多個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，進而招募其他的splicing factors參與到RNAs processing中。

這項研究成果揭示了一種全新的PPR蛋白調(diào)控RNA processing的分子機理，對進一步理解PPR蛋白的功能和RNA splicing具有重要的意義。

該研究得到了中國科學(xué)院、科技部“973計劃”、國家自然科學(xué)基金委及上海市科委的支持。

原文檢索：

Jiyuan Ke, Run-Ze Chen, Ting Ban, X Edward Zhou, Xin Gu, M H Eileen Tan, Chen Chen, Yanyong Kang, Joseph S Brunzelle, Jian-Kang Zhu, Karsten Melcher& H Eric Xu. Structural basis for RNA recognition by a dimeric PPR-protein complex. Nature Structural & Molecular Biology, 03 November 2013; doi:10.1038/nsmb.2710