科學(xué)家破解了一種與細(xì)胞生長(zhǎng)和癌癥有關(guān)的新型酶的結(jié)構(gòu)

RNA或核糖核酸存在于所有生物的細(xì)胞中，是合成蛋白質(zhì)所必需的。加利福尼亞大學(xué)河濱分校的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了一種新型的RNA修飾酶ZCCHC4的結(jié)構(gòu)，并確定了控制該酶識(shí)別其底物的機(jī)制。

ZCCHC4影響細(xì)胞增殖，并與癌癥有關(guān)。它獨(dú)特地將一種RNA修飾N6-甲基腺苷(m6A)引入核糖體中，核糖體是由RNA分子和蛋白質(zhì)組成的細(xì)胞器。

這項(xiàng)發(fā)表在《自然通訊》上的研究解釋了如何調(diào)節(jié)細(xì)胞中的蛋白質(zhì)機(jī)制以靶向RNA分子進(jìn)行m6A修飾。

UC Riverside生物化學(xué)副教授Jijii Song主持了這項(xiàng)研究，他解釋說ZCCHC4通過將m6A修飾引入核糖體來控制蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞增殖。他補(bǔ)充說，ZCCHC4在與肝細(xì)胞癌(最常見的原發(fā)性肝癌)相關(guān)的腫瘤中過表達(dá)。

Song說：“這是任何人第一次確定ZCCHC4的晶體結(jié)構(gòu)。” “我們的發(fā)現(xiàn)可用于針對(duì)癌癥的基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)，并可更好地理解如何將m6A(與眾多生物學(xué)過程相關(guān)的修飾)安裝在核糖體RNA上。”

近年來，由于m6A修飾在RNA代謝和生物學(xué)中起著重要作用，因此受到了極大的關(guān)注。但是，如何對(duì)這種修改進(jìn)行動(dòng)態(tài)編程并在單元中進(jìn)行分配仍然知之甚少。

Song說：“ ZCCHC4的結(jié)構(gòu)提供了對(duì)該酶如何連接以特異性作用于'28S核糖體RNA'的理解，” Song指出，核糖體裝配有大小不同的亞基。28S核糖體RNA是指28S核糖體亞基中的RNA成分。“我們現(xiàn)在了解到，該酶受一種在許多其他細(xì)胞過程中觀察到的'自抑制'機(jī)制的控制。”

為了破解ZCCHC4的結(jié)構(gòu)，Song的研究小組首先生產(chǎn)了一種具有酶活性和結(jié)構(gòu)剛性的ZCCHC4片段。然后研究人員誘使這種蛋白質(zhì)結(jié)晶。最后，他們使用X射線衍射晶體并分析了數(shù)據(jù)，最終發(fā)現(xiàn)了ZCCHC4的結(jié)構(gòu)。

去年，Song的實(shí)驗(yàn)室解決了一種酶的晶體結(jié)構(gòu)，該酶在DNA甲基化中起著關(guān)鍵作用。DNA甲基化是將甲基基團(tuán)添加到DNA分子的過程。

接下來，研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)探索如何在細(xì)胞中產(chǎn)生各種DNA和RNA修飾，這對(duì)健康和疾病具有重要意義。