Nature子刊：解析 SAMURI 核酶结构 开辟 RNA 疗法新方向

由化学家Claudia领导的研究人员现在已经发现了RNA酶SAMURI的3D结构。他们的研究为核酶的发展和催化活性RNA的进化提供了见解。

　　

RNA分子是人体不可分割的一部分：在细胞中，它们保证遗传信息的传递，调节基因的活性。有些甚至起到催化剂的作用，使原本会非常缓慢或根本不会发生的化学反应得以发生。由RNA构成的酶被称为“核酶”。

由德国维尔茨堡大学Claudia Höbartner教授领导的一组研究人员现在发现了一种非常特殊的核酶的三维结构：SAMURI。这是一个在实验室中生成的RNA分子，该团队于2023年首次提出[链接：https://www.uni-wuerzburg.de/aktuelles/pressemitteilungen/single/news/ribozym-samuri/]]。

来自有机化学研究所的研究人员与来自德国维尔茨堡鲁道夫维尔绍中心的Hermann Schindelin教授合作，利用x射线晶体学确定了SAMURI的三维结构。

小的改变，大的影响

SAMURI让研究人员如此感兴趣的是它非常特殊的能力：核酶可以在特定的位点上对其他RNA分子进行化学修饰，从而影响它们的功能——例如，激活它们或使它们被蛋白质识别。这种修饰在本质上具有一些非常重要的任务，并确保rna能够正常发挥其功能。如果在这个调控中出现错误，即如果一个RNA有太多或太少的化学变化，这可能导致某些代谢过程的失败。

“我们可以把RNA分子想象成由单个单词和字母（核苷）组成的句子”，在个别点上的最小变化——比如替换一个字母——可以完全改变一个单词或整个句子的意思。就像“bat”这个词通过改变一个字母变成了“cat”，从而描述了两种能力截然不同的动物一样，在细胞水平上也是相似的。在这里，RNA通过自然方式接收新信息，并对其进行微小的化学变化。在科学上，这些被称为修饰。酶利用一种叫做s -腺苷蛋氨酸（简称SAM）的辅助分子在RNA上进行化学反应，SAM对细胞中的许多过程都很重要。”Höbartner解释道。

SAMURI也使用SAM在RNA中引入修饰。令人兴奋的是，在细菌中发现的一些天然RNA分子也可以与SAM相互作用，但不会催化化学反应。这些rna被称为核糖开关，它们不会对其他rna进行化学修饰。

由于SAMURI的分子结构被破译，研究人员现在可以更好地回答人工核酶与SAM的特定相互作用与天然核开关有何不同的问题。研究表明，自然产生的sam结合RNA可能来源于在进化过程中失去催化功能的早期核酶。”Höbartner说。

基础研究指导新的治疗策略的发展

了解催化RNA的结构和功能对改进现有的核酶和开发新的核酶具有重要意义。例如，它对自然RNA修饰的研究很重要——例如，使它们可视化，而且对它们在治疗性RNA中的应用也很重要。

Höbartner说：“因此，我们的发现可以为基于rna的疗法的发展提供新的方向。可以想象，进一步开发的核酶有一天可能会被用作药物。”

这项工作由德国研究基金会（DFG）资助。