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HuR蛋白介导的人类mRNA出核调控过程的结构生物学研究
结题报告
批准号:
31270014
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
李旭
依托单位:
学科分类:
C0501.结构生物学
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
陶余勇、陈朋、王虹、张文娟、朱玉威、颜微、柳慧慧
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中文摘要
经过两年多的研究探索,我们已完成人类前体mRNA剪切因子Im(CF Im)25KDa亚基与68KDa亚基RRM结构域蛋白质-蛋白质复合物晶体结构的解析;获得了CF Im 复合物与RNA的2.9?分辨率三元复合物结构;阐明了人类CF Im复合物识别前体mRNA“UGUAA”序列的分子机制;相关研究结果已发表在2011年的Cell Research杂志上。下一阶段我们拟针对完成3′端剪切加工修饰后的成熟mRNA的出核机制展开研究,通过解析HuR(RRM1/RRM2)-poly(U)、HuR(RRM3)-poly(A)等蛋白-RNA复合物及HuR-Trn2、HuR-PP32-Crm1、HuR(N226)-Trn2等蛋白-蛋白复合物结构,阐明该过程各效应因子间的相互作用关系,结合细胞功能实验揭示该过程分子运作机理。上述工作的开展将大大增强我们对真核细胞瞬时应答过程在转录后水平的调控机制的理解。
英文摘要
During the past two years, we have solved the crystal structure of human CF Im, comprising CF Im25 and the RNA recognition motif domain of CF Im68 (CF Im68RRM), and the crystal structure of the CF Im-RNA complex. These structures show that two CF Im68RRM molecules bind to the CF Im25 dimer via a novel RRM-protein interaction mode forming a heterotetramer. The RNA-bound structure shows that two UGUAA RNA sequences, with anti-parallel orientation, bind to one CF Im25-CF Im68RRM heterotetramer, providing structural basis for the mechanism by which CF Im binds two UGUAA elements within one molecule of pre-mRNA simultaneously. Point mutation and kinetic analyses demonstrate that CF Im68RRM can bind the immediately flanking upstream region of the UGUAA element, and CF Im68RRM binding significantly increases the RNA-binding affinity of the complex, suggesting that CF Im68 makes an essential contribution to pre-mRNA binding. The above results have been published in the Cell Research journal in 2011. In the next phase of our research work, we plan to focus on the structural basis and functional mechanism of the exporting process from nucleus of the mature mRNA. We would like to resolve the complex structures in the HuR mediated mRNA exporting process, such as HuR(RRM1/RRM2)-poly(U) and HuR(RRM3)-poly(A) protein-RNA complexes, and HuR-Trn2, HuR-PP32-Crm1 and HuR(N226)-Trn2 protein-protein complexes. The structural details of the interaction relationships between above complexes and the corresponding cell function verifications would help us to reveal the mechanisms of the HuR mediated mRNA exporting process, and also would enhance our understanding about the Human cell response regulation mechanism in the post-transcription level.
真核生物中,前体mRNA经历内含子切除、转录子重新拼接及5′末端“加帽”和3′末端加尾修饰后,成为具备完整功能的成熟mRNA。由于蛋白质的合成必须在细胞质中完成,携带蛋白质编码的成熟mRNA须跨越核孔复合物进入细胞质,才能实现其生物学功能。对于3′末端含有ARE元件的mRNA而言,HuR蛋白介导的出核机制是此类mRNA最主要的出核转运方式。本项目拟通过结构生物学、生物化学、细胞生物学手段揭示HuR蛋白与mRNA中ARE区段及poly(A)之间的相互识别模式;揭示HuR与Trn2、PP32及Crm1蛋白间的相互作用关系及上述相互作用在mRNA穿越核孔过程中发挥的作用。在课题执行过程中,我们先后顺利完成了HuR蛋白单体及HuR(RRM1/RRM2)-poly(U)复合物结构-功能关系研究、RNA跨核运输重要蛋白hnRNP-L功能机制研究、RNA加工过程tRNA甲基转移酶Trm10及Trm6/Trm61复合物的结构与功能关系研究,还有RNA降解通路新成员Dis3l2-RNA的功能机制研究。上述研究结果大大加深了我们对于人体mRNA出核转运过程中蛋白质-RNA相互作用及别构调节机制的了解,为深入理解RNA加工全过程提供了重要线索。相关研究结果已发表SCI论文22篇,向PDB数据库中提交蛋白质三维结构39个,同时依托课题研究工作培养硕士4人,圆满完成项目计划任务。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Structural analysis of Dis3l2, an exosome-independent exonuclease from Schizosaccharomyces pombe
Dis3l2(一种来自粟酒裂殖酵母的外泌体独立核酸外切酶)的结构分析。
DOI:10.1107/s1399004715005805
发表时间:2015-06-01
期刊:ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION D-STRUCTURAL BIOLOGY
影响因子:2.2
作者:Lv, Hui;Zhu, Yuwei;Li, Xu
通讯作者:Li, Xu
Crystal and EM structures of human phosphoribosyl pyrophosphate synthase I (PRS1) provide novel insights into the disease-associated mutations.
人磷酸核糖焦磷酸合酶 I (PRS1) 的晶体和电镜结构为疾病相关突变提供了新的见解。
DOI:10.1371/journal.pone.0120304
发表时间:2015
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Chen P;Liu Z;Wang X;Peng J;Sun Q;Li J;Wang M;Niu L;Zhang Z;Cai G;Teng M;Li X
通讯作者:Li X
The multiple nucleotide-divalent cation binding modes of Saccharomyces cerevisiae CK2 alpha indicate a possible co-substrate hydrolysis product (ADP/GDP) release pathway
酿酒酵母 CK2 α 的多种核苷酸-二价阳离子结合模式表明可能的共底物水解产物 (ADP/GDP) 释放途径
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Acta Crystallographica Section D-Biological Crystallography
影响因子:--
作者:Liu, Huihui;Wang, Hong;Teng, Maikun;Li, Xu
通讯作者:Li, Xu
Crystallographic analysis of RsmA, a ribosomal RNA small subunit methyltransferase A from Staphylococcus aureus.
RsmA(金黄色葡萄球菌的一种核糖体 RNA 小亚基甲基转移酶 A)的晶体分析。
DOI:10.1107/s2053230x15011279
发表时间:2015
期刊:Acta Crystallogr F Struct Biol Commun
影响因子:--
作者:Liu Yang;Zhu Yuwei;Teng Maikun;Li Xu
通讯作者:Li Xu
Structural insights into the methyl donor recognition model of a novel membrane-binding protein UbiG.
新型膜结合蛋白 UbiG 的甲基供体识别模型的结构见解。
DOI:10.1038/srep23147
发表时间:2016-03-15
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Zhu Y;Jiang X;Wang C;Liu Y;Fan X;Zhang L;Niu L;Teng M;Li X
通讯作者:Li X
纳米胶稳定单原子催化剂的设计与构筑
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    李旭
  • 依托单位:
Ctf3C-Cnn1-Wip1五元复合物在酿酒酵母动粒组装过程中的结构与功能关系研究
  • 批准号:
    31971124
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    李旭
  • 依托单位:
金黄色葡萄球菌生物被膜形成相关转录因子的结构生物学研究
  • 批准号:
    U1732114
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    56.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    李旭
  • 依托单位:
人类前体mRNA剪切与多聚腺嘌呤化过程中各效应因子间相互作用关系的结构生物学研究
  • 批准号:
    30900224
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    李旭
  • 依托单位:
国内基金
海外基金