施一公院士CellRes解析關鍵蛋白結構

　　來自清華大學生科院的研究人員發表了題為“Crystal structure and biochemical analysis of the heptameric Lsm1-7 complex”的短訊文章，揭示了Lsm1-7復合物的結構新機制，相關成果公布在Cell Research雜志上。

　　文章的通訊作者是早年畢業于清華大學的施一公教授，施一公教授自回國之后就引起了各方關注，雖然經歷了不少輿論爭議，但他在學術上依然走出了自己的一條道路，回國后這5年里，施一公在Nature等國際頂級期刊上發表了多篇論文，同時他也搭建起了以清華大學為中心的人才引入橋梁。去年當選為中科院院士。

　　真核生物執行翻譯功能的信使RNA(messenger RNA)在細胞核內的成熟需要經歷一個非常復雜的剪切和拼接過程，這個過程主要是由五個小核核糖核蛋白（small nuclear ribonucleoproteins, snRNP）和一系列的輔助蛋白構成的巨大分子機器——剪切體（spliceosome）執行的。每種snRNP都由一條小核RNA（small nuclear RNA）和與之特異性結合的七元環蛋白質復合物組成。大部分的七元環復合物是Sm 蛋白質七聚體，只有在U6小核核糖核蛋白中為Lsm蛋白質七聚體復合物。

　　Lsm蛋白家族有十多個成員，在各個物種中高度保守，參與各種與RNA代謝相關的信號通路。在真核細胞中，組成U6 小核核糖核蛋白的蛋白質復合物是Lsm2/3/4/5/6/7/8。它能夠特異地識別U6 RNA的3’末端序列，并幫助U6 RNA與剪切體其他成員相互作用，催化RNA的剪接過程。

　　此前施一公研究組曾發表論文闡述Lsm蛋白質復合物特異性識別剪切體U6 RNA的分子機制，在這一基礎上，研究人員又成功地利用pQLink plasmid共表達了釀酒酵母中所有的七個Lsm蛋白，并將這一Lsm1-7復合物進行了純化，通過質譜確認了所有七個蛋白。

　　然而之后研究人員雖然進行了嚴格的實驗，但依然無法結晶Lsm1-7復合物。為了解決這個問題，他們進行了一種系統性蛋白工程試驗，嘗試去除可變序列，以及將半胱氨酸突變為絲氨酸，從而最終對這種復合物進行了結晶，獲得了分辨率為3.0的結構模型。

　　通過結構分析，研究人員發現Lsm1-7復合物結構通過一個Sm樣同源七聚體連接，由硒基單反常色散（single anomalous dispersion，SAD，生物通譯），和分子置換結合而成。

　　釀酒酵母的Lsm1-7復合物的外形有些像是一個厚的甜甜圈，外徑約70 ?，內徑為5 ?，且厚度為45 ?。七個Lsm部件依次相連形成一個封閉的環，順序為Lsm1-Lsm2-Lsm3-Lsm6-Lsm5-Lsm7-Lsm4。

　　這項研究進一步深入探討了Lsm復合物的結構機制，為此領域的相關研究提供了新的設計思路和研究方法。