磷酸化作为静电变阻器定量调控无序蛋白RS结构域的RNA结合

《Nature Communications》：Phosphorylation tunes electrostatically driven protein-RNA interactions

　　天然无序蛋白（IDPs）的磷酸化调控着多种生物分子相互作用，但其对高度带电的IDPs与核酸结合过程的定量影响仍不清楚。在此，我们证明剪接因子SRSF1的无序精氨酸/丝氨酸富集（RS）结构域的多位点磷酸化可作为一种静电变阻器来控制RNA结合。利用酶促磷酸化、磷酸化模拟突变体、化学合成的磷酸化肽段以及单分子 F?rster 共振能量转移测量，我们确定RS结构域是驱动蛋白-RNA结合的重要因素。渐进式磷酸化逐渐削弱这一相互作用，而广泛磷酸化则使可检测到的RNA结合完全丧失。值得注意的是，结合自由能与RS结构域的净电荷呈线性关系，且该关系与电荷是由磷酸化还是酸性磷酸化模拟突变产生无关。综上，我们的发现建立了一个定量框架，阐明了磷酸化如何调节带电IDPs与核酸之间的相互作用，并合理解释了为何需要两个酸性氨基酸残基才能模拟一次磷酸化事件的效果。