來自中國科技技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的研究人員在新研究中揭示了大腸桿菌Hfq六聚體在與小RNA DsrA結(jié)合過程中協(xié)同作用的新模式。相關(guān)研究論文“Cooperation of Escherichia coli Hfq hexamers in DsrA binding”發(fā)表在國際分子和發(fā)育生物學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《Genes & Development 》(影響因子12.889)上。

文章的通訊作者中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的施蘊渝教授，其1997年當(dāng)選中國科學(xué)院院士，2009年當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士。主要研究方向是用多維核磁共振波譜及計算生物學(xué)研究與重大疾病或重要生理功能相關(guān)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，動力學(xué)與功能關(guān)系，以及蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與核酸、蛋白質(zhì)與小分子配基的相互作用。文章的第一作者是是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生王維維。

細(xì)菌為應(yīng)對外界環(huán)境的變化（紫外輻射，氧化應(yīng)激，熱休克，低溫，高滲透壓，磷脂糖毒性，鐵離子濃度）會產(chǎn)生非編碼的小RNA。這些小RNA可以調(diào)節(jié)mRNA的翻譯，或影響mRNA的穩(wěn)定性。這種對外界環(huán)境變化的響應(yīng)對細(xì)菌的生存是至關(guān)重要的。

rpoS mRNA編碼RNA聚合酶σS因子。σs是大腸桿菌應(yīng)激響應(yīng)的主調(diào)節(jié)者。DsrA是一種小RNA，它在低溫下調(diào)節(jié)rpoS的有效翻譯。DsrA調(diào)節(jié)rpoS的翻譯，需要RNA分子伴侶Hfq參與。

在這篇文章中，研究人員解出了Hfq與DsrA上一段RNA片段（這是一段Hfq與DsrA結(jié)合區(qū)域），AU6A(AUUUUUUA), 以及與ADP三元復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，以及Hfq與ADP二元復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)Hfq與DsrA結(jié)合區(qū)域結(jié)合，及與ADP分子結(jié)合需要2個Hfq分子分別采用兩個不同的分子表面協(xié)同作用。晶體結(jié)構(gòu)顯示AU6A與Hfq的結(jié)合采取了不同于已知的RNA與Hfq的結(jié)合模式。核磁共振化學(xué)位移擾動實驗，順磁弛豫增強實驗，說明在溶液中Hfq與DsrA的結(jié)合，以及與ADP分子結(jié)合也采取相同模式。熒光共振能量轉(zhuǎn)移實驗表明全長的DsrA與全長的Hfq的結(jié)合確實涉及兩個Hfq分子。上述工作還發(fā)現(xiàn)了前人未知的與ADP結(jié)合的關(guān)鍵氨基酸殘基。