Cell同期发表中国学者两项重要结构生物学成果

　　中国科学院生物物理研究所和清华大学的两支研究组分别在Cell上发表重要成果，报道了高致病性嗜肺军团菌（Legionella pneumophila）的新型泛素化酶SidE与ubiquitin和配体的多个复合物的高分辨率晶体结构，以及人源核酸内切酶Dicer蛋白的全长高分辨率结构。

　　第一篇文章中，研究人员过大量的尝试，成功获得了SidE在其两步催化反应中，与ubiquitin及其配体的高分辨率晶体结构。SidE的apo结构表明，mART结构域和PDE结构域的催化口袋互相远离并朝向不同的方向，提示这两个结构域的催化过程是相互独立的；同时这两个结构域又通过一段保守的基序紧密结合，当丧失这种相互作用时，两个结构域的活性都受到了影响。mART结构域与ubiquitin及辅因子NAD的复合物结构显示，mART结构域利用其表面的一个高度保守区域参与结合ubiquitin，而这个互作界面非常靠近mART的催化中心；ubiquitin的C末端tail则贡献了其主要的结合位点，尤其是第72位及74位的精氨酸紧密结合到mART结构域的酸性氨基酸形成的口袋里。

　　研究人员还发现NAD则结合于mART结构域经典的R-S-E motif上，其烟酰胺基团则朝向ubiquitin的42位精氨酸方向，等待着催化形成ADPr-Ub。PDE结构域与ubiquitin及ADP-ribose的复合物结构表明，ubiquitin结合于PDE结构域催化口袋的一侧，其Lys6-Thr9这段区域及His68贡献了主要的结合位点，Arg42朝向PDE结构域的活性中心；PDE结构域在结合了ubiquitin后会产生局部的构象变化，以利于催化的进行。

　　以上所有参与结合及催化的关键氨基酸，研究人员均利用突变体实验进行了酶活验证。此外，研究人员还发现SidE家族蛋白对底物的识别不依赖于底物蛋白的特定三维结构，只要底物蛋白上含有能够进入SidE催化口袋的丝氨酸，那么均可被泛素化修饰。这些结果不仅较为完整地阐明了SidE家族蛋白新颖的泛素修饰机制，还为开发基于此新型泛素修饰系统的生物学工具提供了基础。

　　另外一篇文章中，研究人员通过体外重组的方法获得了人源Dicer-TRBP复合体与一种微小RNA的前体 pre-let-7所形成的三元复合体，并解析了该复合体的两种三维结构状态。

　　一种是pre-let-7的茎部呈完全互补结构（hDicer-TRBP-pre-let-7 complex class I），另一种是pre-let-7的茎部呈部分解离的状态（hDicer-TRBP-pre-let-7 complex class II）。王宏伟研究组与清华大学张强锋研究组合作，通过化学修饰测序（icSHAPE）、核糖核酸酶酶切、测序胶电泳等技术，发现pre-let-7在溶液中呈动态的构象平衡，一部分pre-let-7的茎部是完全配对的双链螺旋结构，也有一部分pre-let-7的茎部是呈部分解离的状态。

　　深入的研究表明人源Dicer蛋白与TRBP形成的复合体与pre-let-7结合可以促进该RNA向茎部完全配对的双链螺旋结构转换，确保其茎部在被Dicer蛋白切割前的构象均一性，从而保证微小RNA产物的精确长度。正是这个机制有可能保证了人源Dicer蛋白精确地将众多结构特征不同的微小RNA前体切割成具有共同的22nt长度的产物。这项工作为进一步解析微小RNA的成熟机制奠定了基础。