農(nóng)學(xué)院華躍進(jìn)教授團隊揭示RNA成熟關(guān)鍵酶催化新機制
時間：2021-04-13 09:12:07學(xué)院：農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)院學(xué)校：浙江大學(xué)
RNA降解體是rRNA成熟和mRNA降解過程中的一個重要的酶復(fù)合體。在以大腸桿菌為代表的革蘭氏陰性菌中，RNase?E是其中關(guān)鍵的核糖核酸酶，而RNase?J作為RNase?E的同功蛋白在革蘭氏陽性菌的RNA加工過程中起著關(guān)鍵性的作用。RNase?J屬于β-CASP家族蛋白，同時具有核酸內(nèi)切酶（endo）以及5′-3′核酸外切酶（exo）活性，在rRNA成熟和mRNA降解中起著至關(guān)重要的作用。目前，RNase?J蛋白的催化及其endo/exo活性轉(zhuǎn)換的機制尚不清楚。
華躍進(jìn)教授團隊經(jīng)過三年的研究，成功結(jié)晶并解析獲得了耐輻射球菌RNase?J與RNA復(fù)合體的高分辨率晶體構(gòu)象，并進(jìn)行了相應(yīng)的體內(nèi)外實驗驗證。結(jié)果表明RNase?J使用鋅離子進(jìn)行雙金屬離子催化反應(yīng)；RNase?J存在一個保守基序能夠與底物RNA的5′端磷酸基團互作，對于反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定有著重要的作用；同時，錳離子介導(dǎo)了該蛋白二聚化的過程，對調(diào)控其endo/exo活性起到了至關(guān)重要的作用。這些結(jié)果成功闡明了RNA成熟關(guān)鍵酶RNase?J蛋白的催化和活性轉(zhuǎn)換機制，并首次為細(xì)胞內(nèi)高濃度錳離子調(diào)控RNA代謝相關(guān)酶活性提供了直接證據(jù)。
該研究成果論文“Structural?insights?into?catalysis?and?dimerizationenhanced?exonuclease?activity?of?RNase?J”已于近期在Nucleic?Acids?Research雜志（IF2014=8.81）上在線發(fā)表（http://nar.oxfordjournals.org/content/early/2015/05/04/nar.gkv444.full）。華躍進(jìn)教授為通訊作者，趙燁副教授、博士研究生盧梅華和張慧為該論文的共同第一作者。該研究得到了國家重大研究計劃和國家自然科學(xué)基金等項目的資助。
（原子核農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所）
RNA成熟關(guān)鍵酶RNase?J蛋白的催化機制。A.?RNA與側(cè)鏈殘基互作的電子密度圖；B.?RNase?J?雙金屬離子催化反應(yīng)機制。
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