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Science Nature热门话题 RNA酶结构

作者:上海业力生物科技有限公司 2010-01-14T00:00 (访问量:3065)

摘要: RNA聚合酶Ⅱ-TFIIB复合物的结构和功能研究连续在Nature和Science发表了类似的研究结果。比较早发表的是《自然》,后发表的是《科学》,有趣的是两文的标题都十分相似。


生物通报道,RNA聚合酶Ⅱ-TFIIB复合物的结构和功能研究连续在Nature和Science发表了类似的研究结果。比较早发表的是《自然》,后发表的是《科学》,有趣的是两文的标题都十分相似。





RNA聚合酶(RNA polymerase)的作用是转录RNA。有的RNA聚合酶有比较复杂的亚基结构。如大肠杆菌RNA聚合酶有四条多肽链,另有一个促进新RNA分子合成的σ因子,因此它的组成的是α2ββσ。这种结构称为全酶(holoenzyme),除去了σ因子的酶称为核心酶。噬菌体RNA聚合酶则没有亚基。

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RNA Polymerase II (RNA聚合酶II) 可以说是真核细胞(大致上可以认为是除了细菌之外所有生物的细胞) 中最重要的酶。它的主要功能就是负责转录基因组中的两万多个编码基因,转录的产物为信使RNA (mRNA),而后者则被核糖体(ribosome)翻译成蛋白质──细胞中的主要功能分子。这也是为什么研究这个酶会成为热点的主要原因。1959年,纽约大学教授Severo Ochoa和斯坦福大学教授Arthur Kornberg因为发现RNA聚合酶而获得诺贝尔医学奖。



RNA聚合酶II是个巨大的蛋白质复合体,本身含有12个亚基(subunit)。除酶本身之外,它还需要一些“普通转录因子”(general Transcription Factors, TF)才能够发挥正常功能。蛋白编码基因的转录是由Pol II和包括TFIIB在内的一般性转录因子所形成的一个复合物启动的。



来自德国的研究团队在Nature上,美国斯坦福大学的研究团队在Science上,发表了RNA聚合酶- II-TFIIB复合物的晶体结构以及该复合物启动转录的分子结构机制。



以往的研究在4.5埃分辨率的X射线条件下揭示了TFIIB转录因子的氨基端结构,包括一个可到达酶活性中心的B型指(B finger)结构,但是,这一研究仅仅揭示了氨基端的结构,对羧基端的结构少有介绍。



这项新的研究就是对RNA聚合酶II-TFIIB复合物的羧基端进行了研究,羧基端位于酶活性中心正上方,但是没有B型结构。在新的分辨率下(3.8埃)和条件下,科学家们可同时观察RNA聚合酶II-TFIIB复合物的羧基端和氨基端。这些结构当总隐藏着RNA转录的所有秘密。



研究者们不仅确定了RNA聚合酶II-TFIIB复合物的完整晶体结构还通过结构分析了该复合物的功能机制。该结构及互补功能数据表明,转录的启动有一个由6个步骤构成的机制,包括当转录开始点被定位后所触发的向RNA伸长的过渡。
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