蛋白质设施用户揭示RNA结合蛋白RBM45识别RNA的分子机制

来源：中国科学院重大科技基础设施共享服务平台

2021年2月12日，国家蛋白质科学研究（上海）设施用户安徽大学王明珠课题组在《Nucleic Acids Research》杂志在线发表了“Structural basis for RNA recognition by the N-terminal tandem RRM domains of human RBM45”的研究成果。该项工作揭示了与神经退行性疾病密切相关的RNA结合蛋白RBM45的N端两个串联RNA识别结构域识别RNA的分子机制。  

RBM45是一种参与神经发育的RNA结合蛋白，其在细胞质中的聚集分相与肌萎缩性侧索硬化症 (ALS) 和额颞叶痴呆 (FTLD) 等神经退行性疾病的发生密切相关。RBM45含有三个RNA识别结构域 (RNA Recognize Motif, RRM)，该项研究鉴定了人源RBM45的N端两个RRM结构域识别RNA的序列特征，并解析了这两个串联RRM结构域与单链DNA的复合物晶体结构。结构分析和生化实验结果发现，两个RRM结构域识别的RNA序列均为GAC，每个RRM中的两个芳香族氨基酸和一个精氨酸对于RNA结合至关重要，两个RRM形成一对近似反向平行的RNA结合位点。进一步的研究发现，对于含有两个GAC序列的RNA，识别序列之间的间隔距离影响其与RBM45的结合方式：两个识别序列或者结合同一个RBM45分子，或者结合不同的RBM45分子，或者形成更复杂的相互作用网络。这些发现揭示了RBM45识别RNA、并通过与RNA的相互作用介导形成细胞质聚集分相的分子机制。

   
图1. RBM45 N端串联RRM结构域与单链DNA复合物结构  

国家蛋白质科学研究（上海）设施BL18U1线站，上海光源BL17U1线站工作人员为其X射线晶体学衍射数据收集提供了及时有效的支持。  

（蛋白质上海设施提供）