王恩多研究組揭示古細菌NSun6識別tRNA底物的分子機理

        12月12日，國際學術期刊Nucleic Acids Research在線發(fā)表了中國科學院生物化學與細胞生物學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tRNA^Thr和tRNA^Cys接收莖的修飾，由人NSun6 (hNSun6)負責催化完成。該研究組前期工作揭示了hNSun6識別tRNA的關鍵元件和其催化機理(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菌中。與已廣泛鑒定的真核生物NSun6基因（nsun6）相比，古細菌中相應的nsun6基因有待鑒定。在古細菌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下，博士研究生李靜等人揭示了PH1991確實是P. horikoshii tRNA:m⁵C72修飾酶(PhNSun6)，并鑒定了它的tRNA底物。結合生物化學和結構生物學研究闡明了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：1. PhNSun6上的73位核苷酸結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構，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菌NSun6的進化模型。

        該工作得到了國家科技部、基金委、中科院的項目資助。

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A proposed evolutionary model for eukaryotic and archaeal NSun6