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原核生物成熟核糖体的RNA上有多种转录后修饰类型,其中最重要的是甲基化修饰。目前在16S小亚基上和23S大亚基上都发现了多个核苷酸位点的修饰,这些修饰有超过1/3位于核糖体行使功能的区域,例如肽酰转移区域(PTC),初始肽链延伸通道(NEPT)等。23S RNA上的第Ⅳ结构域和第Ⅱ结构域的helix 35是发生高度修饰的两个区域,且在成熟的核糖体上位于功能区。核酸甲基化修饰是以S-腺苷甲硫氨酸(SAM)为甲基供体,由甲基转移酶催化的一类基团转移反应。目前根据酶活中心的折叠方式,可将甲基转移酶分成五个家族,分别从Class Ⅰ至Class V。其中Class Ⅰ的RFM家族和Class Ⅳ的SPOUT家族是最大的两个家族。RFM家族酶活中心的三级结构呈经典的Rossmann折叠,SPOUT家族除Rossmann折叠三明治结构外,还形成了一种罕见的三叶草纽结。spRlmCD是肺炎链球菌体内催化核糖体23S rRNA U1939甲基化形成m5U1939的甲基转移酶,在大肠杆菌里的同源物是ecRumA。与ecRumA不同的是,spRlmCD还有m5U747甲基转移活性,大肠杆菌里催化U747甲基化修饰则由另一个酶ecRlmC完成。而在枯草杆菌体内,也发现了具有U747和U1939双底物活性的甲基转移酶bsYefA。RlmCD、RumA、和YefA三者的结构域排布相似,从蛋白质N端起分别是TRAM结构域,中央结构域,和C端酶活结构域,此外,spRlmCD的C端还多出了额外100多个残基的未知结构域。目前已解析的ecRumA与U1939核酸底物的复合物结构中,TRAM结构域和酶活结构域之间的凹槽稳定核酸3’端的茎环结构区,中央结构域识别核酸5’端的单链区,U1939插入酶活中心口袋。鉴于spRlmCD具有双底物活性,而ecRumA并不具有,且U747甲基化修饰对于进一步完成m1G748修饰,最终使肺炎链球菌产生红霉素抗药性是必要的,因此从分子水平探索spRlmCD如何实现不同底物的特异性识别并行使甲基转移酶活性有着重要的生物学意义。在本文中,我们首先解析了高分辨率spRlmCD单体的晶体结构,并通过分析其酶活结构域的二级结构拓扑折叠模式,确定了 spRlmCD属于Class Ⅰ甲基转移酶家族。我们也得到了蛋白质与SAM及23S RNA中包括U747的一段18-merRNA的复合物结构,确定了蛋白质上与SAM相互作用的关键残基,考虑到结构中核酸与蛋白质相互作用可能是非特异性的,我们进一步将spRlmCD和ecRumA结构进行叠加比较,发现spRlmCD中央结构域比前者多出了两段明显的柔性区域,通过序列比对我们发现在具有m5U747甲基转移酶活性的蛋白质bsYefA,ecRlmC和spRlmCD中,均含有这两段额外linker。我们推测这两段linker可能是spRlmCD获得m5U747甲基转移酶活性的关键,因此我们突变了 spRlmCD中央结构域linker上可能参与行使功能的残基,结合体外甲基转移酶活实验证实了推测的合理性。