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我國科學家利用結構預測和交聯質譜 完善冷凍電鏡的綜合表征
2022年11月28日 14:09:03
來源：化工儀器網 作者：宋池 點擊量：4941
近日，華中農業大學和北京大學的研究團隊在Cell Research發表了一項研究成果，利用結構預測和交聯質譜獲得RNAm6A甲基轉移復合體的結構模型，搭建了冷凍電鏡中的“缺失”結構。
【化工儀器網 項目成果】近日，華中農業大學和北京大學的研究團隊在Cell Research發表了一項研究成果，利用結構預測和交聯質譜獲得RNAm6A甲基轉移復合體的結構模型，搭建了冷凍電鏡中的“缺失”結構。
RNA是體現細胞生命活動的重要載體，通過轉錄和轉錄后調控的方式對遺傳信息進行解碼和重編碼，并參與到細胞的生長代謝中。RNA上有超過150種修飾，6-甲基腺嘌呤(m6A)是高等生物mRNA中含量最多的甲基化修飾形式之一，在RNA的動態調節中發揮重要作用，影響了胚胎發布、神經元刁姐和腫瘤發生等眾多生物學過程。
mRNA的m6A修飾由m6A甲基化轉移酶復合體(MTC)催化產生，該復合體包含核心催化蛋白METTL3和METTL14，以及多個調節蛋白，包括WTAP、VIRMA、HAKAI、ZC3H13和RBM15等。對于這一復合體的結構解析，有助于解釋甲基化修飾的序列選擇性、位點特異性，以及“讀寫”的時空動態性。
RNA結構研究常用的冷凍電鏡技術觀察到的主要是WTAP和VIRMA這兩個輔助蛋白，難以觀察METTL3和METTL14核心催化酶。為解決這一問題，研究人員發展整合結構生物學方法，將交聯質譜和AI結構預測等多種研究手段和冷凍電鏡聯合。
對蛋白復合體進行化學交聯，再用高分辨質譜，就能得到相鄰氨基酸之間的距離信息。在此基礎上通過對接，可以獲得m6A甲基轉移酶中各個亞基及結構單元的大致空間關系。同時研究團隊利用AlphaFold2及Colabfold，得到復合體中蛋白間的各種可能互作方式，將實驗與AI預測互相比對、迭代和優化，最后就得到了RNAm6A甲基轉移復合體的結構模型。
這一模型可以對冷凍電鏡中的電子密度給出更好的歸屬和解釋，而核心結構酶的催化中心緊挨著VIRMA的一側，為后者介導的甲基化修飾的特異性提供了一種解釋。
m6A的失調與腫瘤等多種疾病有關，該研究是RNA m6A甲基酶復合物作用機制研究新的突破，將為腫瘤等疾病的防治提供幫助。同時該研究確立的建模計算方法也可以用于其他蛋白質體系的研究中。
(資料來源：北京大學新聞網)
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