细菌中RNA结合蛋白YebC增强富含脯氨酸氨基酸序列的翻译机制研究

本研究揭示了RNA结合蛋白YebC在细菌翻译过程中的关键作用。研究人员通过多组学联用技术发现，YebC通过瞬时结合23S rRNA的肽基转移酶中心(PTC)，显著缓解核糖体在富含脯氨酸(PP/PXP/DIP)基序处的停滞现象。该发现不仅完善了细菌翻译调控网络，还为理解线粒体TACO1同源蛋白的功能进化提供了新视角，对病原体毒力调控研究具有重要启示意义。

　　

在细菌蛋白质合成过程中，连续脯氨酸残基形成的特殊空间构象常导致核糖体停滞，这一现象被称为"脯氨酸停滞效应"。虽然已知翻译延伸因子P(EF-P)和ABCF ATP酶YfmR能部分缓解该效应，但许多细菌仍含有功能未知的保守蛋白YebC。线粒体中的同源蛋白TACO1/DPC29已被证明参与多脯氨酸基序翻译，暗示YebC可能具有类似功能。然而，关于YebC是否直接参与翻译过程，以及其分子机制如何，始终缺乏直接证据。

马克斯·普朗克感染生物学研究所(MPUSP)的研究团队在《Nature Communications》发表的研究，系统阐明了YebC的生物学功能。通过整合正交有机相分离(OOPS)、RNA结合位点鉴定(RBS-ID)和iCLIP等技术，发现YebC特异性结合23S rRNA的2450-2453区域（对应E.coli编号），该区域正是肽基转移酶中心(PTC)的关键功能位点。核糖体图谱分析显示，yebC缺失株中核糖体在PPG、PIP和DIP基序下游出现显著停滞，导致相关蛋白表达量下降。体外翻译实验进一步证实，YebC能独立促进含P5基序蛋白的完整合成，且该功能与其表面正电荷斑块和保守酪氨酸Y84密切相关。

关键技术方法包括：1) UV交联结合OOPS技术全基因组筛选RNA结合蛋白；2) iCLIP精确定位YebC与23S rRNA的相互作用位点；3) 核糖体图谱分析翻译停滞现象；4) 体内外报告系统验证YebC功能；5) 沙门氏菌CRISPRi模型研究基因冗余效应。

主要研究结果：

UV介导的RNA-蛋白质交联鉴定S.pyogenes中的RBPs
通过OOPS技术鉴定出30个新型RNA结合蛋白候选者，其中YebC表现出强烈RNA结合活性。RBS-ID分析发现其RNA交联位点位于蛋白表面正电荷区域。

YebC与核糖体瞬时相互作用
iCLIP显示YebC特异性结合23S rRNA的A2453/A2454/A2456（E.coli同源位点为A2450/A2451/A2453），这些核苷酸构成PTC核心。蔗糖密度梯度离心证实这种相互作用是瞬时的。

yebC缺失导致脯氨酸基序翻译停滞
核糖体图谱发现突变株中153个位点停滞增强，81个位点与PP/PXP/DIP基序相关。sfGFP-mKate报告系统显示P5/P3基序导致蛋白截短，而YebC可恢复全长蛋白合成。

YebC功能的结构基础
结构建模显示YebC具有三个结构域，其中域I/II的正电荷表面和Y84芳香环对RNA结合至关重要。M3/M4突变（破坏正电荷斑块）使蛋白失活，而M6突变（影响域II负电荷）无影响。

YebC亚型功能分化
大肠杆菌YebC_I比YebC_II（YeeN）更有效缓解翻译停滞。沙门氏菌中yebC_I（非yeeN）与efp存在功能冗余，解释为何ΔefpΔyebC双突变不可存活。

该研究首次确立YebC为细菌翻译辅助因子，完善了"脯氨酸停滞"的多层次调控理论。其与线粒体TACO1的功能保守性，为研究原核与真核翻译调控的进化联系提供了新线索。在医学应用方面，由于YebC影响链球菌毒力因子SpeB的表达，可能成为抗感染药物设计的新靶点。研究建立的OOPS-iCLIP-核糖体图谱联用策略，为RNA-蛋白质相互作用研究提供了范式转移。