核酸酶(我国科学家成功揭示核糖核酸酶P原子分辨率结构及其工作机理)

Posted 2023-05-29

篇首语：少而好学，如日出之阳;壮而好学，如日中之光;老而好学，如炳烛之明。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了核酸酶(我国科学家成功揭示核糖核酸酶P原子分辨率结构及其工作机理)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

核酸酶(我国科学家成功揭示核糖核酸酶P原子分辨率结构及其工作机理)

科技日报讯（记者左常睿）近日，中科院大连化物所李国辉团队和上海交通大学雷鸣团队成功的通过冷冻电镜技术揭示了核糖核酸酶P（RNaseP）的原子分辨率结构，并通过多尺度模拟方法提出了其工作机理。相关工作以长文形式在国际学术期刊《科学》（Science）上发表。

核糖核酸酶P是一类古老的核酸内切酶，它是除了核糖体之外目前仅存于所有生命体中的两类核酶之一。RNaseP可以通过切割转运RNA前体的端基序列促使其成熟，该过程在蛋白质合成及维系细胞功能占据十分重要的地位。然而，由于RNaseP原子级结构一直都没有得到解析，其催化剪接的分子机理一直以来都是一个谜题，掌握其原子分别率结构和工作机理对于理解生命科学中心法则的奥秘，探索生物医学中疾病的发生与治疗，以及生物能源中高附加值酶的高效产出都具有非常重要的科研价值。

真核RNase P 是由一个单链RNA分子和十几个蛋白复合体组成的重要生物分子机器。雷鸣团队成功解析了酵母内源RNase P 全酶及其与底物pre-tRNA的复合物结构，这个结构揭示了真核生物中RNase P各亚基在空间上原子分辨率的组织形式。李国辉团队则通过分子动力学模拟揭示了不同组成蛋白对于核酶自身不同部位的稳定性具有不同的作用，以及复合体本身运动行为的刚性；并结合QM/MM/MD模拟及自由能计算分析了RNase P 催化反应机理，提出了水分子介导的双镁离子催化的SN2反应模型，深入阐明了这一类古老核酶的催化微观机理。

李国辉介绍说，这项研究不仅清楚地理解了真核生物RNase P催化底物tRNA前体切割成熟的分子机制，也为RNA为基础的核糖核蛋白复合体的催化共性、底物tRNA的分子识别机理及RNA核酶的生物进化过程提供了新的认知。对于理解蛋白质在细胞内合成的分子机制，感染性疾病的治疗，以及调控生物能源中重要生物酶的高效产出提供崭新的研究思路和坚实的理论基础。

据悉，该研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项项目资助。