AhNSun6與tRNA復(fù)合物結(jié)構(gòu)；B復(fù)合物中tRNA（右）與經(jīng)典tRNA（左）的構(gòu)象比對(duì)；C和DhNSun6催化活性中心的詳細(xì)結(jié)構(gòu)
5月22日，國際學(xué)術(shù)期刊《核酸研究》（NucleicAcidResearch）在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所王恩多研究組題為StructuralbasisforsubstratebindingandcatalyticmechanismofahumanRNA:m5CmethyltransferaseNSun6的最新研究成果。
5-甲基胞嘧啶（m5C）是廣泛存在于DNA和RNA的一種核苷酸修飾。作為一種重要的表觀遺傳標(biāo)記物，m5C修飾在DNA中已經(jīng)被研究得很透徹；而RNA中的m5C修飾的研究則相對(duì)滯后。NSun甲基轉(zhuǎn)移酶家族是真核生物中主要的RNA:m5C修飾酶，由七個(gè)成員組成，其多個(gè)成員的基因突變被發(fā)現(xiàn)與智力障礙、男性不育及癌癥等人類疾病密切相關(guān)。
然而，由于缺乏三級(jí)結(jié)構(gòu)信息，NSun家族成員的RNA底物識(shí)別機(jī)制以及RNA:m5C的催化機(jī)制長期懸而未決。與此同時(shí)，RNA:m5C的生物學(xué)功能也有待闡明。
人細(xì)胞質(zhì)tRNA:m5C甲基轉(zhuǎn)移酶NSun6（hNSun6）是2015年被鑒定出來的催化tRNA氨基酸接受莖上第72位m5C修飾的甲基轉(zhuǎn)移酶。在之前的工作中，研究人員已經(jīng)鑒定了hNSun6識(shí)別tRNA的元件，揭示了hNSun6是專一于tRNA的甲基修飾酶(Longetal,2016,JBC)。
在王恩多的指導(dǎo)下，副研究員劉如娟和博士研究生龍韜等人通過解析hNSun6與底物tRNA的共晶結(jié)構(gòu)以及定點(diǎn)突變、ITC、結(jié)合遷移及酶學(xué)動(dòng)力學(xué)等生物化學(xué)手段揭示了hNSun6的催化機(jī)理。
研究發(fā)現(xiàn)hNSun6通過PUA結(jié)構(gòu)域識(shí)別tRNA的CCA末端和D莖區(qū)域，通過MTase結(jié)構(gòu)域精確識(shí)別C72和U73。這些識(shí)別作用使得底物tRNA發(fā)生了構(gòu)象變化，從而使得目標(biāo)堿基得以暴露并被催化。另外，結(jié)合生化實(shí)驗(yàn)還闡明了兩個(gè)保守的半胱氨酸殘基在催化中不同的角色。
該工作得到了國家科技部、基金委、中科院的項(xiàng)目資助。
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