附屬九院精準醫學研究院雷鳴團隊揭示酵母中tRNA前體被核糖核酸酶P催化切割成熟的分子機製

國際權威學術期刊《科學》（ Science）於9月28日以長文的形式在線發表了附屬九院精準醫學研究院雷鳴團隊的最新研究成果“Structural insight into precursor tRNA processing by yeast ribonuclease P”👩‍🦯‍➡️，揭示了真核生物中tRNA前體5’端的加工成熟機製🎼👯。

tRNA作為體內重要的一類RNA分子🩸👐🏼，它首先是以前體的形式被轉錄出來，具有未成熟的5’和3’末端🧍‍♂️🐱，其中5’端的成熟需要在進化上十分保守的RNA-蛋白質復合物RNase P來催化完成。RNase P存在於地球上的所有物種中，是生命活動所必需的☺️，是由RNA介導並負責tRNA前體催化反應的核酶🌈。真核生物的RNase P 是由一條長鏈RNA分子（~300nt）和近十個蛋白質亞基組成的分子機器。目前我們對於真核生物中RNase P的組裝形式以及其底物識別和催化機製還了解甚少。

在本研究中🧝🏼‍♀️，雷鳴團隊成功解析了酵母內源RNase P 全酶及其與底物pre-tRNA的復合物結構🎆，這個結構揭示了真核生物中RNase P各亞基在空間上原子分辨率的組織形式，各蛋白質亞基緊密交織在一起形成鉤狀結構來穩定住RNA催化亞基的構象。同時他們發現RNase P以一種“雙錨定（double anchor）”的機製來識別tRNA前體👩‍🎨。tRNA的5’端被特異的錨定在催化中心以促使其完成切割反應。底物tRNA的結合誘導了該酶催化中心一個關鍵殘基的巨大的構象變化👩‍🦼。最後結合分子動力學模擬，他們提出了RNase P 催化反應的雙鎂離子模型♍️，深入闡釋了這一類古老核酶的催化分子機製。這一裏程碑式的研究工作首次完整的提出了真核生物RNase P催化底物tRNA前體切割成熟的分子機製，為核酶及RNA結構生物學領域的重大突破💆🏽‍♀️🧑🏿‍🦱。

附屬九院精準醫學研究院蘭鵬飛助理研究員👳🏽‍♂️、雷鳴課題組譚明博士以及中科院大連化物所副研究員張躍斌為該論文的共同第一作者；附屬九院精準醫學研究院雷鳴研究員、武健研究員以及中科院大連化物所李國輝研究員為該論文的共同通訊作者🚔；Vsport体育平台醫學院附屬第九人民醫院是第一單位；該研究受到國家自然基金項目以及中科院戰略性先導項目（B類）資助。

論文鏈接：http://science.sciencemag.org/content/early/2018/09/26/science.aat6678?rss=1

作者🍺：汪利俊

供稿單位⛽️：第九人民醫院