Cell新文章解析RNA降解机制

【字体: 时间:2013年08月21日 来源:生物通

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  如同我们利用碎纸机来销毁不再有用或是包含潜在破坏性信息的文件一样,细胞利用分子机器来降解不需要或有缺陷的大分子。来自马克思普朗克生物化学研究所的科学家们现在解码了在降解核糖核酸(RNA)过程中起至关重要作用的一个蛋白质复合物(Ski复合物)的结构。这项研究发表在8月15日的《细胞》(Cell)杂志上。

  

生物通报道  如同我们利用碎纸机来销毁不再有用或是包含潜在破坏性信息的文件一样,细胞利用分子机器来降解不需要或有缺陷的大分子。来自马克思普朗克生物化学研究所的科学家们现在解码了在降解核糖核酸(RNA)过程中起至关重要作用的一个蛋白质复合物(Ski复合物)的结构。这项研究发表在8月15日的《细胞》(Cell)杂志上。

RNA是细胞中广泛存在、含量丰富的一类分子,它能够发挥多种功能,例如可将基因组的信息翻译为蛋白质。“我们所研究的Ski复合物负责将RNA分子提供给降解机器,”马克思普朗克生物化学研究所科学家Felix Halbach说。

在RNA分子合成过程中发生任何的错误,或是不必要的RNAs累积对于细胞都是有害的。因此清除有缺陷或是不再需要的RNAs是细胞代谢的一个关键步骤。称作为外来体(Exosome)的蛋白质复合物负责执行这一任务。外来体是Elena Conti领导的结构细胞生物学系的研究项目之一。然而研究人员对于外来体的调控分子机制却还不是很清楚。

马克思普朗克研究所的科学家们现在阐明了,参与细胞质外来体激活的Ski复合物的原子结构和运作机制。Ski复合物包含有几个亚基,存在于从酵母到人类所有的真核生物中。“我们现在证实,Ski复合物和外来体直接相互作用,连接形成了一个降解RNA通道,”Felix Halbach说。

像DNA一样,RNA分子常常发生折叠。为了让外来体降解RNA,RNA分子必须首先解折叠——这一任务由Ski复合物完成。解折叠的RNA分子随后被引导通过连接通道到达外来体。“这一Ski复合物将RNA分子提供给外来体,”Felix Halbach说。

研究结果还揭示了外来体与蛋白酶体之间其他的一些相似之处。蛋白酶体是细胞中负责降解蛋白质的一种蛋白质复合物。“很显然,这两个复合物不仅结构和功能上相似,它们的调控亚基也以相似的方式运作,它们分别解开RNA分子或蛋白质,将RNA分子引导至了特异降解机器的活性中心,”Elena Conti说。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

The Yeast Ski Complex: Crystal Structure and RNA Channeling to the Exosome Complex

The Ski complex is a conserved multiprotein assembly required for the cytoplasmic functions of the exosome, including RNA turnover, surveillance, and interference. Ski2, Ski3, and Ski8 assemble in a tetramer with 1:1:2 stoichiometry. The crystal structure of an S. cerevisiae 370 kDa core complex shows that Ski3 forms an array of 33 TPR motifs organized in N-terminal and C-terminal arms. The C-terminal arm of Ski3 and the two Ski8 subunits position the helicase core of Ski2 centrally within the complex, enhancing RNA binding. The Ski3 N-terminal arm and the Ski2 insertion domain allosterically modulate the ATPase and helicase activities of the complex. Biochemical data suggest that the Ski complex can thread RNAs directly to the exosome, coupling the helicase and the exoribonuclease through a continuous RNA channel. Finally, we identify a Ski8-binding motif common to Ski3 and Spo11, rationalizing the moonlighting properties of Ski8 in mRNA decay and meiosis.

 

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