研究揭示古細菌NSun6識別tRNA底物的分子機理

2020-11-25 生物谷

國際學術期刊《核酸研究》（Nucleic Acids Research）在線發表了中國科學院生物化學與

細胞生物學

研究所王恩多研究組的最新研究成果：「Archaeal NSun6 catalyzes m5C72 modification on a wide-range of specific tRNAs」。


m5C72是近期發現的位於人胞質tRNAThr和tRNACys接收莖的修飾，由人NSun6 (hNSun6)負責催化完成。該研究組前期工作揭示了hNSun6識別tRNA的關鍵元件和其催化機理(Long， T， et al， 2016， JBC； Liu， RJ and Long， T， et al， 2017， NAR)。有趣的是hNSun6的同源物僅存在於高等真核生物和超嗜熱古細菌中。與已廣泛鑑定的真核生物NSun6基因（nsun6）相比，古細菌中相應的nsun6基因有待鑑定。在古

細菌

Pyrococcus horikoshii OT3中，PH1991是hNSun6的同源物。與hNSun6相比，PH1991雖然含有催化中心的保守胺基酸殘基，但其可能參與RNA結合的殘基具有明顯的差異。目前，PH1991的RNA底物和功能仍未知。


在王恩多和研究員劉如娟共同指導下，博士研究生李靜等人揭示了PH1991確實是P. horikoshii tRNA：m5C72修飾酶(PhNSun6)，並鑑定了它的tRNA底物。結合生物化學和結構生物學研究闡明了PhNSun6具有比hNSun6更廣泛的tRNA底物，這是由於PhNSun6識別tRNA底物的以下特點：1. PhNSun6上的73位核苷酸結合口袋可以專一地容納U73或G73的PhtRNA，而不像hNSun6，該口袋只能容納U73；2. PhNSun6缺少真核生物NSun6特殊的富賴氨酸線圈結構，使它不識別tRNA的D莖區域。PhtRNA的m5C72不影響PhNSun6氨基醯化活力，卻可以略微升高PhtRNA的熱穩定性。結合之前hNSun6的工作，研究人員提出了高等真核生物和超嗜熱古

細菌

NSun6的進化模型。


該工作得到國家科技部、基金委、中科院的項目資助。(

生物谷

Bioon.com）

相關焦點

  • 揭示葡萄糖轉運蛋白GLUT3識別和轉運底物的分子機制
    清華大學顏寧研究組在《自然》發表論文揭示葡萄糖轉運蛋白GLUT3識別和轉運底物的分子機制清華新聞網7月16日電 7月15日，清華大學醫學院顏寧研究組在《自然》（Nature）在線發表題為《葡萄糖轉運蛋白識別與轉運底物的分子基礎》（Molecular Basis of ligand recognition and transport
  • Cell | 雷鳴組揭示人源核糖核酸酶P的分子機制
    RNase P保守存在於古菌、原核生物和真核生物中，目前已發現的蛋白組分在細菌中有一種，古細菌中五種，真核中有九至十種【3】。人源RNase P是一種大的核糖核蛋白複合物，含有10種蛋白質成分和一條催化性長鏈非編碼RNA。作為少數的且最重要的核酶之一，了解RNase P的底物識別和分子催化機制至關重要。此前的RNase P分子機制研究主要停留在原核和低等真核生物研究水平【4-6】。
  • 中科院大連化物所在揭示真核生物tRNA加工成熟分子機制研究方面...
  • 研究揭示蛋白酶體在泛素鏈誘導下的變構及底物識別機制
    該研究解析了一系列蛋白酶體在K48-Ub4泛素鏈存在下的近原子解析度冷凍電鏡結構，首次捕捉到蛋白酶體與K48-Ub4泛素鏈結合的三維結構，揭示了泛素鏈在調節蛋白酶體識別泛素化底物進而引發底物降解的分子機制，為最終闡明生理條件下蛋白酶體降解泛素化底物機制提供了關鍵結構基礎
  • 科學家揭示天然免疫中caspase活化和識別GSDMD介導細胞焦亡的完整分子機理
    該研究完整地揭示了天然免疫應答中caspase精確地自剪切活化，進而特異地識別和切割GSDMD，引發細胞焦亡的分子機制。　　細胞焦亡是機體重要的天然免疫反應，在拮抗和清除病原菌感染中發揮關鍵作用，過度的細胞焦亡會誘發包括敗血症在內的多種炎症性疾病。
  • 生命學院黃志偉教授課題組揭示基因編輯系統Cas9變體的底物兼容性...
    哈工大報訊（生命/文）近日，我校生命學院黃志偉教授課題組通過結構生物學和生化研究手段揭示了SpCas9變體（xCas9 3.7）識別底物的兼容性和高保真性的分子機制。該研究成果以《高保真SpCas9變體的結構基礎》（《Structural insights into a high fidelity variant of SpCas9》）為題發表在《細胞研究》（Cell Research）雜誌上。CRISPR-Cas系統是細菌編碼的用以防禦噬菌體的適應性免疫系統。
  • 天然免疫中caspase活化和識別GSDMD介導細胞焦亡的完整分子機理
    該研究完整地揭示了天然免疫應答中caspase精確地自剪切活化，進而特異地識別和切割GSDMD，引發細胞焦亡的分子機制。細胞焦亡是機體重要的天然免疫反應，在拮抗和清除病原菌感染中發揮關鍵作用，過度的細胞焦亡會誘發包括敗血症在內的多種炎症性疾病。
  • 上海交通大學在細菌DNA硫化修飾研究方面取得新進展
    近日，上海交通大學生命科學技術學院、微生物代謝國家重點實驗室吳更教授與武漢大學王連榮、陳實教授團隊合作，揭示了細菌DNA硫化修飾中催化第一步反應的半胱氨酸脫硫酶發生構象變化，使其活性位點半胱氨酸朝向底物半胱氨酸移動5.5埃以發起攻擊的催化機制。
  • 我科學家揭示葡萄糖轉運蛋白的工作機理
    本報北京7月19日電（記者趙永新、趙婀娜）繼去年在世界上第一次解析出人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的三維晶體結構後，清華大學顏寧研究組又獲得重大進展：獲得人源葡萄糖轉運蛋白GLUT3處於不同構象的3個高解析度晶體結構，並通過與GLUT1的結構比對，完整揭示出葡萄糖轉運蛋白底物識別與轉運的分子機理，為基於結構的小分子腫瘤藥物設計提供了直接依據
  • ...團隊發文揭示C2c1-sgRNA複合物嚴謹型識別PAM-DNA底物的分子機制
    CRISPR-C2c1是一類V-B亞型的CRISPR系統，研究顯示該系統能夠在crRNA:tracrRNA的引導下剪切底物DNA，C2c1需要tracrRNA的引導才具備活性，這是與V-A型Cpf1系統只需要crRNA的引導完全不一樣的；此外，C2c1和Cpf1識別的PAM序列也不一樣。
  • 研究揭示糖轉運蛋白結構與機理
    ，報導了人的葡萄糖轉運蛋白GLUT1-4在大腸桿菌中的同源蛋白XylE的晶體結構，並且運用生化手段對其工作機理進行了研究。但是葡萄糖無法自由通過由膦脂雙分子層構成的疏水細胞膜，細胞對葡萄糖的攝入需要藉助於細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白，其中一類屬於主要協同轉運蛋白超家族（Major Facilitator Superfamily，簡稱MFS），是大腦、神經系統、紅細胞、各個器官中最重要的葡萄糖轉運蛋白（glucose transporters,簡稱GLUT）。
  • 研究揭示裂解多糖單加氧酶與底物相互作用機制
    近日，中國科學院大連化學物理研究所天然產物及糖工程研究組研究員尹恆團隊與分子反應動力學國家重點實驗室分子模擬與設計研究組研究員李國輝團隊合作，在裂解多糖單加氧酶（LPMO）與不可溶的纖維素底物相互作用機制方面取得新進展。
  • 生物物理所等揭示anti-CRISPR沉默CRISPR-Cas9系統的分子機理
    6月26日，中國科學院生物物理研究所王豔麗課題組和加拿大多倫多大學Karen Maxwell課題組的合作論文Inhibition of CRISPR-Cas9 ribonucleoprotein complex assembly by anti-CRISPR AcrIIC2 在《自然-通訊》（Nature Communications
  • 上海生科院揭示胸腺嘧啶水解酶底物特異性的分子基礎和催化機制
    雖然TET蛋白與包含5mC修飾鹼基的DNA複合物的晶體結構已經被報導，但TET蛋白識別和區分胞嘧啶C5位不同修飾基團以及催化5mC發生連續氧化反應的分子機制仍不清楚。因此，研究T7H的底物特異性識別和催化機制可以增進對TET蛋白結構和功能的理解。
  • 上海生科院等揭示KDM5亞家族組蛋白去甲基化酶的底物識別機制
    、生物化學和細胞生物學等手段，揭示了KDM5亞家族組蛋白去甲基化酶的底物識別機制。對其分子機制的研究為探索生命本質以及開發相應的靶點藥物提供了理論依據。　　以往研究表明，擬南芥JMJ14是一個含有jumonji結構域的組蛋白H3K4me3的去甲基化酶，從序列分析上屬於KDM5亞家族。人源的KDM5亞家族基因可以促進腫瘤生成及產生耐藥性，因而是重要的抗癌藥物靶標，但植物或動物中KDM5亞家族去甲基化酶的其底物識別機制尚不清楚。
  • 研究揭示anti-CRISPR沉默CRISPR-Cas9系統的分子機理
    該工作報導了2.45埃的apo AcrIIC2和2.28埃的結合了Neisseria meningitides Cas9 (Nme1Cas9) BH domain的AcrIIC2複合物晶體結構，結合體內和體外實驗，系統闡述了anti-CRISPR蛋白AcrIIC2沉默CRISPR-Cas9系統的分子機理。
  • Nature:顏寧等揭示人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的結構及工作機理
    5月18日，清華大學醫學院教授顏寧研究組在Nature在線發表了題為Crystal structure of the human glucose transporter GLUT1的研究論文，在世界上首次報導了人源葡萄糖轉運蛋白GLUT1的晶體結構，初步揭示其工作機制以及相關疾病的致病機理。
  • 南科大蔣偉課題組在仿生分子識別領域取得多項研究成果
    圖1 手性大環主體的結構模型手性分子識別是生命功能的基礎，這源於生物受體對手性底物的高選擇性識別圖2 仿生空腔識別有機分子的圖示生物受體可以有效地利用非共價鍵作用和疏水效應實現對有機底物的高效選擇性識別（圖2）
  • 中國科大揭示了E3泛素連接酶識別羧基端精氨酸-降解決定子的分子...
    中國科大揭示了E3泛素連接酶識別羧基端精氨酸-降解決定子的分子機制 高等真核生物細胞通過降解清除不需要或錯誤摺疊的蛋白質以維持胞內蛋白質分子的正常水平及功能
  • 中國科學家系統揭示革蘭氏陰性菌維持外膜不對稱性的分子機理
    非對稱脂質維持蛋白MlaFEDBCA(Maintenance of lipid asymmetry)通過回收轉運在應激情況下產生的細菌外膜外小葉磷脂來維持外膜非對稱性結構，這對於維持革蘭氏陰性菌外膜穩定性起到了重要作用，若破壞這一平衡，則能夠幹擾細菌存活甚至殺滅細菌。因此，探索參與這一途徑主要蛋白質機器的具體機制尤為重要，可為新型抗菌藥物研發提供基礎。