科學家揭示細菌Argonaute蛋白引導鏈與靶鏈不完全互補配對的分子機制

6月27日，《核酸研究》（Nucleic Acids Research）雜誌在線發表了中國科學院生物物理研究所王艷麗課題組及其合作者關於細菌Argonaute（Ago）蛋白引導鏈與靶鏈不完全互補配對的最新研究成果，題為Structure/cleavage-based insights into helical perturbations at bulge sites within T. thermophilus Argonaute silencing complexes。

RNA干擾對基因的表達調控具有重要作用，並且在生物中普遍存在。Ago蛋白是RNA誘導的沉默複合體的核心組分，它能夠利用microRNA作為引導鏈靶向完全或不完全互補配對的mRNA分子，從而降解目的mRNA或者抑制目的mRNA的翻譯。王艷麗團隊過去對引導鏈－靶鏈完全互補配對的干擾機制進行深入研究，但大多數的miRNA與靶鏈之間不能完全地互補，形成了很多突起或者錯配。如此引發一些新的科學問題，例如，不同位點的突起和錯配對嚮導鏈－靶鏈所形成的雙螺旋產生什麼樣的影響？Ago蛋白如何容納這些突起和錯配？這些突起和錯配對Ago活性的影響？突起和錯配位於不同位點時所造成的影響有什麼區別？

在該項研究中，王艷麗課題組及其合作者發現單鹼基凸起發生在引導鏈或者靶鏈對Ago結構和切割活性的影響不同。研究發現，單鹼基凸起如果發生在引導鏈上（7T8,5A6和4A5）只是在凸起位點引起Ago局部構象的變化，而對於核酸雙鏈的鹼基堆積以及對靶鏈的切割影響很小。但是，如果單鹼基凸起發生在靶鏈的種子區中（6』U7』和6』A7』）能夠引起複合物結構明顯的構象變化，從而影響對靶鏈的切割。結合生物化學和結構研究，科研人員發現，單鹼基凸起6』N7』對於引導鏈和靶鏈的互補穩定性以及切割活性的影響較大。此外，由於引導鏈的5』末端第一個鹼基不與靶鏈形成互補配對，所以當該位置的鹼基發生變化時，對引導鏈和靶鏈的互補穩定性以及Ago蛋白的切割活性影響較小。

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TtAgo蛋白引導鏈（7T8和4A5）單鹼基凸起結構圖

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