UAB研究人员发现蛋白质SRSF1具有结合和展开RNAG四链体的不寻常能力
RNA转录是一种基因组过程，在此过程中细胞产生基因DNA序列的副本。
在《核酸研究》杂志上发表的一项研究中，阿拉巴马大学伯明翰分校化学系教授博士和他的团队揭示了蛋白质SRSF1如何具有结合和解折叠复杂 RNA 鸟嘌呤四链体的新功能。
G-四链体 (GQ) 存在于 DNA 和 RNA 序列中，是一种由四个鸟嘌呤碱基以平面阵列连接而成的结构。这些阵列称为 G-四联体，通过 Hoogsteen 碱基配对连接。通常，GQ 结构由三层或更多层 G-四联体组成。
在正常运作的细胞中，大多数 GQ 最终都会解开，这样 RNA 编码的信息就可以用于蛋白质表达。GQ 通常用于调节蛋白质表达水平。然而，由于其结构极其稳定，GQ 一旦在细胞中形成，就很难解开。
例如，如果 GQ 不解开，核糖体就无法通过，所需的蛋白质就无法产生。这种调节功能很重要，因为如果蛋白质的功能是抑制癌细胞，那么无法解开 GQ 序列就会导致癌细胞和恶性细胞的复制。
“这很重要，因为了解如何轻松打开 GQ 结构可以为某些疾病的未来治疗方案提供另一种途径，”张说。“以前没有其他外部工具可以帮助我们轻松打开细胞中的这些结构。”
张和他的团队研究了富含丝氨酸/精氨酸(SR)的蛋白质家族。
SR 蛋白家族有 12 个成员。该 RNA 结合蛋白家族以 RNA 剪接而闻名。SRSF1 负责监督 1,500 多种不同的信使 RNA 转录物的剪接。
“剪接功能失常会导致癌症等各种疾病的发生，”张教授说道。“大约 60% 的疾病实际上都可以归因于剪接功能失常。”
SR 蛋白家族的每个成员由一个或两个 N 端 RNA 识别基序 (RRM) 和一个富含重复 Arg/Ser 二肽 (RS) 的可磷酸化 C 端蛋白质区域组成。
张的实验室是第一个成功溶解天然状态下全长 SRSF1 的实验室。张的团队利用这一点探索了 SRSF1 的 RNA 结合情况。在成功做到这一点的过程中，张的团队发现 SRSF1 RS 更喜欢嘌呤而不是嘧啶。
张教授及其团队利用荧光化合物 Cy3 和 Cy5 之间的荧光共振能量转移 (FRET)，观察到在加入 SRSF1 后 Cy5 信号显著减弱。这种减弱表明 SRSF1 与 ARPC2 GQ 协同结合，并展开 ARPC2 GQ。
张教授说：“我们的研究结果只是对 SR 蛋白在 RNA 剪接和翻译中所发挥的更广泛作用的初步认识。了解这些特性非常重要，因为它有助于我们更好地了解细胞内蛋白质表达的调控方式。”
这项研究的共同作者和研究人员包括博士后学生 Naiduwadura Ivon Upekala De Silva、本科生 Nathan Lehman 以及研究生 Talia Fargason、Trenton Paul 和 Zihan Zhang。
这项研究得到了张教授的国家卫生研究院 R35 号拨款的支持。
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