核糖核酸酶P（RNase P）是一种通用核酶，负责处理前tRNA的5'前导序列。真核生物核RNase P全酶的高分辨率结构尚未确定，阻碍了我们对高等生物RNase P的结构组织和作用机制的理解。
2018年9月28日，上海市第九人民医院雷鸣研究组在Science在线发表题为：Structural insight into precursor tRNA processing by yeast ribonuclease P的研究论文，该论文报告单独的酿酒酵母RNase P和与tRNAPhe复合的3.5-Å冷冻电子显微镜结构。蛋白质组分形成钩状结构，环绕RNA并将RNase P稳定成“测量装置”，其具有识别L形前tRNA的两个固定锚。这些结果不仅揭示了酵母RNase P的结构，而且提供了如何通过真核RNase P处理前tRNA的5'前导的分子基础。
核糖核酸酶P（RNase P）是非常保守的通用核酶之一，其负责转移RNA（tRNA）的5'末端的成熟。 RNase P是核糖核蛋白复合物，由单个催化RNA组分和可变数量的蛋白质组成。来自所有生物的RNase P的RNA组分在初级和二级结构水平上显示出显著的相似性，暗示存在普遍保守的催化性RNA核心。所有RNase P RNA可分为两个独立的折叠结构域，即催化结构域（C结构域）和特异性结构域（S结构域），它们分别在底物裂解和底物结合中起关键作用。细菌RNase P含有单个小蛋白（Rpp），这对于生理条件下的底物识别和切割是必需的。相比之下，古菌和真核RNase Ps已经进化出相当复杂的亚基组成，其中蛋白质组分数量增加，古细菌中有5种，真核中有9种至10种。与细菌RNA不同，古细菌和真核生物RNase Ps中的RNA本身通常不具有催化活性，并且需要蛋白质亚基来增强前tRNA底物结合亲和力和切割效率。
关于真核RNase Ps的结构知之甚少。只有人类Pop6-Pop7亚复合体和酿酒酵母Pop6-Pop7的晶体结构与RNase MRP（线粒体RNA加工）RNA的P3元件复合可用。此外，通过冷冻电子显微镜（EM）解决了酿酒酵母核RNase P的低分辨率结构。真核生物核RNase P全酶的高分辨率结构尚未确定，阻碍了我们对高等生物RNase P的结构组织和作用机制的理解。
RNase P是一种多重转换核酶，可以反式识别其底物。以前的研究表明，RNase P对pre-tRNA的切割可以通过包括至少四个不同事件的动力学机制来描述：（1）RNase P（E）与pre-tRNA（S）形成的快速和不可逆结合最初的RNase P-pre-tRNA复合物（ES）; （2）ES复合物然后经历构象变化并以镁（Mg2 +）离子依赖性方式异构化为具有催化能力的构象异构体（ES *）; （3）磷酸二酯键的裂解; （4）5'-前导体的快速解离和成熟tRNA的缓慢，限速释放。虽然这种动力学模型大约在十年前提出，但RNase P如何促进这种反应仍然很大程度上是神秘的。
在这里，上海市第九人民医院雷鸣研究组提出单独的酿酒酵母核RNase P全酶的3.5-Å冷冻电子显微镜结构，并与前tRNA底物复合。 这些结构揭示了酵母RNase P中所有亚基的排列和功能，并提供了一个整合的模型，描述了如何识别pre-tRNA底物以及前tRNA的5'-前导序列的水解是如何被真核RNA酶P催化的。
论文链接：
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/09/26/science.aat6678?rss=1
本文转载自：iNature
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