王恩多研究組揭示古細(xì)菌NSun6識別tRNA底物的分子機(jī)理

        12月12日，國際學(xué)術(shù)期刊Nucleic Acids Research在線發(fā)表了中國科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所王恩多研究組的最新研究成果：“Archaeal NSun6 catalyzes m⁵C72 modification on a wide-range of specific tRNAs”。

        m⁵C72是近期發(fā)現(xiàn)的位于人胞質(zhì)tRNA^Thr和tRNA^Cys接收莖的修飾，由人NSun6 (hNSun6)負(fù)責(zé)催化完成。該研究組前期工作揭示了hNSun6識別tRNA的關(guān)鍵元件和其催化機(jī)理(Long, T, et al, 2016, JBC; Liu, RJ and Long, T, et al, 2017, NAR)。有趣的是hNSun6的同源物僅存在于高等真核生物和超嗜熱古細(xì)菌中。與已廣泛鑒定的真核生物NSun6基因（nsun6）相比，古細(xì)菌中相應(yīng)的nsun6基因有待鑒定。在古細(xì)菌Pyrococcus horikoshii OT3中，PH1991是hNSun6的同源物。與hNSun6相比，PH1991雖然含有催化中心的保守氨基酸殘基，但其可能參與RNA結(jié)合的殘基具有明顯的差異。目前，PH1991的RNA底物和功能仍未知。

        在王恩多和劉如娟研究員共同指導(dǎo)下，博士研究生李靜等人揭示了PH1991確實(shí)是P. horikoshii tRNA:m⁵C72修飾酶(PhNSun6)，并鑒定了它的tRNA底物。結(jié)合生物化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究闡明了PhNSun6具有比hNSun6更廣泛的tRNA底物，這是由于PhNSun6識別tRNA底物的以下特點(diǎn)：1. PhNSun6上的73位核苷酸結(jié)合口袋可以專一地容納U73或G73的PhtRNA，而不像hNSun6該口袋只能容納U73；2. PhNSun6缺少真核生物NSun6特殊的富賴氨酸線圈結(jié)構(gòu)，使它不識別tRNA的D莖區(qū)域。PhtRNA的m⁵C72不影響PhNSun6氨基?；盍?，卻可以略微升高PhtRNA的熱穩(wěn)定性。結(jié)合之前hNSun6的工作，研究人員提出了高等真核生物和超嗜熱古細(xì)菌NSun6的進(jìn)化模型。

        該工作得到了國家科技部、基金委、中科院的項(xiàng)目資助。

        文章鏈接

A proposed evolutionary model for eukaryotic and archaeal NSun6