蛋白小作用大——小型RNA結合蛋白ProQ參與超過250個基因的激活

2020-11-23 健康界

來源：Nature Communications截圖

圖像：粘附在人宿主細胞（綠色）上的棉球菌（橙色）的偽彩色掃描電子顯微圖。

學分：（圖片：亞歷山大·舒伯特-翁克米爾/維爾茨堡大學）

腦膜炎球菌是可導致危及生命的腦膜炎和敗血症的病原菌。這些病原體共用一種小型RNA結合蛋白ProQ，該蛋白雖小但具有重要的作用：它與超過250個細菌基因的激活有關。

ProQ確保腦膜炎球菌在受損時可以更好地修復其DNA，並使其具有抗氧化性。這兩個因素都對細菌的致病特性有重要貢獻。

由維爾茨堡科學家克裡斯託夫·斯科恩（Christoph Schoen）和約爾格·沃格爾（JörgVogel）領導的研究小組以The minimal meningococcal ProQ protein has an intrinsic capacity for structure-based global RNA recognition在Nature Communications上報導了相關的研究結果。

「我們感到驚訝的是，相對較小的蛋白質可以對細菌基因調控產生如此大的影響，」德國巴伐利亞州伍茲堡的朱利葉斯-馬克西米利安斯大學（JMU）衛生與微生物研究所教授Christoph Schoen說。

ProQ僅包含約120個胺基酸。相比之下，許多其他蛋白質通常由數百個胺基酸組成。

ProQ與200個RNA相互作用

ProQ微型蛋白屬於RNA結合蛋白。RNA分子在許多生物過程中起著重要的調節作用。它們通常與結合蛋白一起執行其功能。

ProQ在這方面發揮了關鍵作用：「在腦膜炎球菌中，蛋白質與近200種不同的RNA分子相互作用，」約格·沃格爾（JörgVogel）說。「它與RNA的結構化區域結合，從而穩定了其結合伴侶。」

研究人員使用現代高通量方法進行了發現。這些方法是在維爾茨堡的亥姆霍茲基於RNA的感染研究所（HIRI）的約格·沃格爾（JörgVogel）研究小組開發的。約格·沃格爾（JörgVogel）是HIRI的負責人，也是JMU分子感染生物學研究所的負責人。

尋找抗細菌的新藥

科學家對細菌中的生理過程很感興趣，他們希望找到抗菌的新靶標。研究RNA及其結合蛋白調節的途徑是一個有希望和活力的方向。約格·沃格爾（JörgVogel）解釋道：「我們希望能夠用小分子阻斷結合蛋白的功能，從而削弱病原體。」

目的：鑑定所有RNA結合蛋白

腦膜炎球菌中三分之二的RNA對應的結合蛋白尚未被鑑定。這就提出了一個問題：大多數RNA是否有可能不需要蛋白質而在細菌細胞中發揮其調節功能？哪些過程實際上受RNA結合蛋白調控？

克裡斯託夫·斯科恩（Christoph Schoen）說：「以上我們希望解決的問題，腦膜炎球菌由於其基因組相對較小，特別適合作為研究對象。」 「我們的目標是使用已建立的高通量方法來系統地鑑定腦膜炎球菌中的RNA結合蛋白的整個家族。」

參考文獻：

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-06/uow-spb060220.php

https://www.nature.com/articles/s41467-020-16650-6


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