DPY-30-like C端結構域與Musashi1 RRM1的晶體學研究.pdf

1、生物大分子的結構解析一直以來都是生命科研一個重要研究領域。一方面通過對生物大分子單體結構的解析可以獲得這些大分子的三維結構，了解其重要的功能區(qū)域，從而闡釋生物大分子在生物體中發(fā)揮功能的結構基礎；另一方面通過對相互作用的蛋白質以及蛋白質與核酸等復合物的結構解析，清楚地揭示生物大分子之間相互作用的方式和作用機理。此外，生物大分子的功能研究對結構分析起到重要的指導作用，如果沒有深入透徹的功能研究，對大分子的結構與功能關系的分析也僅是理論上的推

2、測，缺乏實際的實驗支持。因此，結構解析和功能研究是相互依賴相輔相成的。為了更詳盡理解結構與功能的關系，我們制備了DPY-30-likeC端結構域和MusashiRRM1結構域的晶體并解析了它們的三維結構。
　　 人源DPY-30-like是線蟲劑量補償效應復合物的重要成員--DPY-30的同源蛋白。劑量補償效應是生物體在進化過程為了應對由性染色體差異而可能造成的危害的一種機制，線蟲雌性個體(XX型)通過降低X連鎖基因的表達而使得

3、X連鎖基因的表達與雄性的表達水平相當。此外，DPY-30-like及其同源蛋白廣泛存在于包括酵母、線史、果蠅和人的組蛋白甲基轉移酶復合物中，并與ASH2L及其同源蛋白相互作用。通過構建DPY-30-likeC端55個氨基酸的原核表達載體、表達、純化及一系列結晶條件的摸索，最終得到了高分辨率的母體和硒代蛋白晶體，采用單波長反常散射法(SAD)解析了DPY-30-likeC端結構。對DPY-30-likeC端結構域解析發(fā)現(xiàn)其是兩個單體緊密包

4、裹的二聚體。分析超離和分子篩的結果同時證明DPY-30-likeC端結構域在溶液狀態(tài)下的分子量約為14.2kDa，與二聚體的分子量接近，說明其存在狀態(tài)為二聚體形式。每個DPY-30-likeC端結構域單體是由2條α螺旋和中間的一段柔性區(qū)組成的，兩個單體反向排列形成類似X形狀的二聚體。參與二聚體形成的主要作用力為疏水相互作用和位于蛋白兩端的氫鍵作用力。二聚體表面形成一個明顯的較寬區(qū)域的疏水面，這與PKA的調節(jié)亞基的N端Rllα具有相似的蛋

5、白表面的電荷性質，提示此類蛋白與其它蛋白相互作用區(qū)域具有相似的理化性質。疏水表面也可能是DPY-30-like結合ASH2L的區(qū)域。
　　 另一個解析的蛋白質為Musaslu1，它是一類在神經(jīng)系統(tǒng)特異表達的RNA結合蛋白，廣泛分布在神經(jīng)干細胞、神經(jīng)前體細胞和某些特定的腫瘤細胞中，通過結合numb的特征序列抑制它的翻譯，激活Notch信號通路，促使細胞增殖。采用與DPY-30-IikeC端相似的表達純化手段，通過篩查不同的晶體生長

6、條件最終得到分辨率為1.8A的晶體，數(shù)據(jù)收集之后采用分子置換的方法解析了MusashilRRM1的結構。MusashilRRM1具有典型的RRM結構域的特點，形成β1α1β2β3α2β4的結構特征，其β1β3形成的疏水面含有保守殘基Phe8、Phe48、Phe50，這三個氨基酸的突變會導致MusashilRRM1結合RNA的能力完全喪失。說明該疏水面對于保持RNA結合能力的重要性。
　　 通過對DPY-30-likeC端結構域和