人端粒酶RNA CR4/5结构域的X射线小角散射分析
2018-08-15杨卓茹张敏敏蔡汝洁张含笑管俊豪AltafAhmedSimair陆昌瑞
杨卓茹, 张敏敏, 蔡汝洁, 张含笑, 管俊豪, Altaf Ahmed Simair, 陆昌瑞
(东华大学 化学化工与生物工程学院, 上海 201620)
端粒酶是一类独特的核糖核蛋白复合体,主要负责保护染色体末端端粒的完整性和稳定性[1-6]。端粒酶包含两个主要部分:蛋白催化亚基端粒酶逆转录酶(TERT)和RNA亚基(TR)。不同物种的端粒酶TR在大小和序列上均有差异[7],根据野生型和突变型TR的二级结构系统发育比较揭示了已发现的所有物种中都存在两个催化功能区域:template/pseudo-knot (t/PK,core 结构域)结构域、CR4/5结构域[8]。t/PK结构域包含一个模板和一个封闭的、带有保守嘧啶三重螺旋的假结结构[9-11],CR4/5结构域主要与TERT的RNA结合结构域(TRBD)连接,刺激端粒酶催化活性[12]。在已发现的物种中,CR4/5结构域通常含有催化作用的一个三通结构,由茎P5,P6、茎环P6.1和内部环组成。而hTR除了这部分结构以外,还有一个由P6额外的螺旋P6b扩展形成的线性P6a-P6b结构[13],但P6b不是端粒酶催化活性所必须的[10],所以本实验在设计序列时,只保留了对端粒酶有催化活性的部分。然而,现阶段RNA的功能研究很少,运用结构生物学来进行研究RNA的功能将显得尤为重要。目前只有四膜虫和青鳉[14]的CR4/5结构域已经被解析出来,而hTR CR4/5的结构研究遇到了瓶颈,至今三维结构仍没有解析出来。
随着同步辐射光源的发展,X射线小角散射(SAXS)技术应用越来越广泛。相比于X射线晶体衍射,SAXS的样品为溶液,不需要结晶且时间短,因此利用SAXS技术解析生物大分子结构变得非常有意义。SAXS[15-17]是目前发展最快的一种探究生物大分子三维结构的技术,其原理是当X射线照射到样品上时,如果样品内部存在纳米尺度的电子密度不均匀区,则会在入射光束周围的小角范围出现散射X射线的现象。……
