PNAS：U2AF的不同構(gòu)象在mRNA前體剪接中起著關(guān)鍵性作用
2016年11月6日/生物谷BIOON/--在基因的RNA轉(zhuǎn)錄本能夠表達(dá)蛋白之前，它們的非編碼區(qū)被一種稱作剪接體的復(fù)合體移除。在一項新的研究中，德國科學(xué)家們報道這種分子復(fù)合體的一種成員的不同構(gòu)象在這種移除過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
RNA充當(dāng)著將儲存在DNA中的遺傳信息有序地轉(zhuǎn)化為合成特異性蛋白的藍(lán)本的中間產(chǎn)物。在細(xì)胞核中，DNA的特定片段首先轉(zhuǎn)錄為mRNA前體（pre-mRNA）。在很多情形下，這些主要的RNA轉(zhuǎn)錄本含有打斷實際的蛋白編碼序列的散在序列（即內(nèi)含子）。在這種信息能夠被用來合成蛋白之前，這些內(nèi)含子必須被移除，這樣編碼序列就被拼接在一起。確實，一種給定的基因可能通過一種被稱作選擇性剪接的過程編碼一種蛋白的幾種不同形式---不同剪接的mRNA鏈編碼不同的蛋白形式，其中選擇性剪接在轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)節(jié)發(fā)揮著重要作用。所有的剪接都是被細(xì)胞核中的一種復(fù)雜的分子復(fù)合體（被稱作剪接體）執(zhí)行的。
在這項項新的研究中，在德國慕尼黑大學(xué)化學(xué)系Don Lamb教授和德國慕尼黑理工大學(xué)Michael Sattler教授的領(lǐng)導(dǎo)下，研究人員證實在剪接體在mRNA前體上的組裝中起著至關(guān)重要作用的一種蛋白所采用的不同結(jié)構(gòu)構(gòu)象對剪接效率產(chǎn)生關(guān)鍵性影響。相關(guān)研究結(jié)果于2016年10月26日在線發(fā)表在PNAS期刊上，論文標(biāo)題為“Recognition of the 3′ splice site RNA by the U2AF heterodimer involves a dynamic population shift”。
在人細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的剪接體是由很多不同的亞基組成的，這些亞基必須以一系列精心設(shè)計的步驟在mRNA前體上組裝在一起。單個亞基的結(jié)合特異性在剪接體組裝和功能中起著至關(guān)重要的作用。論文第一作者Lena Voithenberg說，“我們研究的被稱作U2輔助因子（簡寫為U2AF）的組裝因子在正確識別這些內(nèi)含子的一端上的剪接位點中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。” U2AF本身是由兩種不同的亞基組成的。Voithenberg和她的同事們利用單分子熒光顯微技術(shù)證實在U2AF的游離形式時，它的大亞基是一種高度動態(tài)的蛋白。利用核磁共振開展的實驗進(jìn)一步提供與U2AF的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象動態(tài)變化相關(guān)聯(lián)的信息。
Voithenberg解釋道，“我們發(fā)現(xiàn)U2AF的大亞基在微妙到毫秒的時間范圍內(nèi)快速地切換它的構(gòu)象：從一種開放結(jié)構(gòu)切換到一種封閉結(jié)構(gòu)。”僅有開放結(jié)構(gòu)的這種大亞基能夠結(jié)合到mRNA前體上。再者，具有這種構(gòu)象的這種大亞基的比例依賴于可獲得的mRNA前體序列的相對結(jié)合親和度：相比于具有較低親和度的那些序列，對這種結(jié)合亞基（即U2AF的大亞基）具有較高親和度的序列具有更高的被識別和切割的概率。這些結(jié)果提示著U2AF的大亞基采取的不同結(jié)構(gòu)構(gòu)象起著調(diào)節(jié)不同剪接位點上的剪接效率的作用。這接著對mRNA前體如何被切割和剪接產(chǎn)生顯著的影響，而這不僅會影響最終蛋白的結(jié)構(gòu)，而且也影響它的合成速率。（生物谷 Bioon.com）
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