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2021年8月11日,816969com澳门彩-952323com澳门彩-123696com澳门彩-123696澳门网站-澳门123696com历史开奖结果生物治疗国家重点实验室苏昭铭团队,联合美国斯坦福大学Wah Chiu和Rhiju Das团队,共同在Nature杂志上在线发表了最新研究成果“Cryo-EM Structures of Full-Length Tetrahymena Ribozyme at 3.1 Å Resolution”。该研究采用单颗粒冷冻电镜技术首次解析了全长四膜虫核酶在无底物结合状态(apo)和底物结合状态(holo)的高分辨结构(图1)。

816969com澳门彩-952323com澳门彩-123696com澳门彩-123696澳门网站-澳门123696com历史开奖结果生物治疗国家重点实验室、816969com澳门彩-952323com澳门彩-123696com澳门彩-123696澳门网站-澳门123696com历史开奖结果老年医学中心与国家老年疾病临床医学研究中心为本研究的第一完成单位和通讯单位。苏昭铭研究员为本研究第一和共同通讯作者,中国科技大学张凯铭研究员和斯坦福大学Kalli Kappel博士为共同一作。四川大学华西生物国重室冷冻电镜中心工程师罗炳男参与了数据处理分析工作。同时,本研究得到了魏于全院士的大力支持。本研究由四川大学海外引进人才启动经费和国家自然科学基金等项目资助完成。

RNA具有重要的生物学功能,很多非编码RNA可以折叠成复杂的三维结构以行使或参与重要的生命过程,如催化、转录和翻译调控等。但由于RNA三维结构信息的匮乏,导致目前对RNA三维结构与功能间关系的认知仍相对有限。冷冻电镜现已成为生物大分子结构解析不可或缺的技术,然而由于RNA结构本身较强的不均一性,因此纯RNA冷冻电镜高分辨结构的获得依然是很大的挑战。此前,冷冻电镜数据库中仅有不到10个分辨率优于5 Å的纯RNA结构,最高分辨率是3.7 Å。

四膜虫I类自剪接内含子(Tetrahymena group I self-splicing intron)是由美国科学家Tom Cech发现的首个在没有蛋白参与情况下具备酶催化活性的RNA,随后被命名为核酶(ribozyme),Tom Cech也因为这个发现获得了1989年的诺贝尔化学奖。四膜虫核酶的核心区域P3-P9具有非常紧凑的三维结构来形成酶催化位点,它也成为了研究RNA三维结构与催化功能关系的重要模型。

“虽然Tom Cech之前解析了P3-P9区域3.8 Å的晶体结构,但包含周边区域的完整全长结构仍旧未知,这极大限制了人们了解四膜虫核酶周边区域如何远程调控核酶活性的结构机制。此外,3.8 Å的分辨率也不足以鉴别出很多参与催化反应的关键金属离子。”本研究第一和共同通讯作者苏昭铭研究员说道,“因此,解析四膜虫核酶的完整结构对于研究其结构功能关系尤为重要,同时对运用冷冻电镜研究其他RNA的结构与功能都具有重要参考意义。”


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作者:生物治疗国家重点实验室 来源:生物治疗国家重点实验室
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