Cell解析重要的转录复合物

　　中介体复合物（Mediator Complex）是细胞中最大也最为复杂的分子机器之一。日前，Scripps研究所（TSRI）的科学家们用电镜获得了首个中介体复合物（Mediator）的精确结构图，这一成果发表在六月五日Cell杂志上。

　　Mediator是所有动植物细胞中的关键分子机器，对于绝大多数基因的转录有着至关重要的调控作用。Mediator拥有二十多个蛋白亚基，解析它的结构是基础细胞生物学的一大进步。这一成果能够为许多疾病提供宝贵的线索（从癌症到遗传性的发育疾病）。

　　“明确这些大分子机器的结构和作用机制，可以帮助我们理解许多关键的细胞过程，”文章的资深作者，TSRI的副教授Francisco J. Asturias说。

　　复杂的分子机器

　　大约二十年前，诺贝尔奖获得者斯坦福大学的生物学家Roger Kornberg在首次发现了Mediator，当时Asturias是他实验室中的一员。

　　每个细胞都有自己的基因转录模式，这种模式受到细胞的严格控制。Mediator在基因的转录调控中具有不可替代的“桥梁”作用。转录因子和其他调控蛋白通过巨大的Mediator，对执行转录的RNA聚合酶II施加影响。

　　要阐明Mediator的具体作用机制，就需要了解它的精确3D结构，明确所有亚基的定位和复合物的不同构象。问题是Mediator不仅大，而且高度复杂，灵活性也很强，导致人们很难对其进行高分辨率成像（X射线晶体衍射或核磁共振光谱法）。

　　1999年，Asturias及其同事曾利用早期的单颗粒电镜技术，获得了完整Mediator的粗略结构，当时这项成果发表在Science杂志上。然而，在那之后人们一直未能获得清晰的Mediator结构图。

　　颠覆旧模型

　　在这项新研究中，Asturias等人获得了高纯度的酵母Mediator，并通过电镜成像得到了迄今为止最为清晰的Mediator 3D模型，分辨率达到约18埃。

　　随后研究人员又进行了多种生化分析，例如在逐个去除蛋白亚基的同时观察电镜图像发生的改变。他们由此确定了酵母Mediator 25个蛋白亚基的精确定位。

　　这项新研究获得的结构图谱，全面修正了之前的Mediator'粗略模型。“定位了所有的蛋白亚基之后，我们发现头部模块应该位于Mediator的顶部而不是底部，”文章的第一作者Kuang-Lei Tsai说。

　　此外，研究人员还对人类Mediator进行了深入研究。“大体上看，人类和酵母的Mediator总体结构颇为类似，”Tsai说。最后研究人员在结构数据的基础上，为人们展示了Mediator调控转录时的构象变化。

　　“我们希望能够更好的理解，Mediator与其它蛋白进行互作的具体过程，” Asturias说。