| 中, 리보자임 촉매 분자 메커니즘 해석 | ||
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 최근, 상하이교통대학 의학학원 부속제9인민병원 정밀의학연구원 레이밍(雷鳴) 연구팀은 진핵생물의 tRNA 전구체 5' 말단의 가공 성숙 메커니즘을 규명하였다. 해당 연구성과는 문장 형식으로 2018년 9월 28일 학술지 "Science"에 온라인으로 게재되었다. 체내의 중요한 RNA 분자인 tRNA는 우선 전구체 형식으로 전사되며 미성숙 5' 및 3' 말단을 보유하고 있다. 그중 5' 말단 성숙은 진화과정에서 아주 보존적인 RNA-단백질 복합물 RNase P의 촉매작용에 의해 완성된다. RNase P는 지구의 모든 종에 존재하며 생명활동에 필수적일 뿐만 아니라 RNA 유도 및 tRNA 전구체 촉매반응을 담당하는 리보자임이다. 진핵생물의 RNase P는 긴사슬 비번역 RNA(~300nt) 및 약 10개 단백질 서브유닛으로 구성된 분자기계이다. 그러나 현재 진핵생물에서 RNase P의 조합 형식 및 기질(Substrate) 식별과 촉매 메커니즘이 밝혀지지 않고 있다. 연구팀은 효모 내인성 RNase P 전효소 및 기질 pre-tRNA의 복합물 구조를 성공적으로 해석하였다. 해당 구조는 진핵생물에서 RNase P 각 서브유닛의 공간상 원자 해상도의 조직 형식 즉 각 단백질 서브유닛은 밀접한 결합을 통하여 RNA 촉매 서브유닛의 구조를 안정시킴을 규명하였다. 또한 연구팀은 RNase P는 "이중 고정(double anchor)" 메커니즘을 통하여 tRNA 전구체를 식별함을 발견하였다. tRNA의 5' 말단은 특이적으로 촉매 중심에 "고정"되어 절단 반응의 완성을 촉진한다. 기질 tRNA의 결합은 해당 효소 촉매 중심에 위치한 1개 핵심 잔기의 거대한 구조 변화를 유도한다. 연구팀은 동역학 시뮬레이션 결합을 통하여 RNase P 촉매 반응의 이중 마그네슘 이온 모델을 제안하였으며 해당 종류 고전적 리보자임의 촉매 분자 메커니즘을 심층적으로 해석하였다. 본 연구는 최초로 진핵생물 RNase P가 촉매작용을 통하여 기질 tRNA 전구체를 절단하여 성숙시키는 분자 메커니즘을 제기했는데 이는 리보자임 및 RNA 구조 생물학 분야의 중대한 성과이다. 현재 항생제 약제내성은 인류건강을 위협하는 중요한 요인이며 RNase P와 리보솜은 천연적으로 모든 종에 존재하는 유일한 리보자임일 뿐만 아니라 항생제류 약물의 중요한 표적이다. 그러므로 RNase P는 새로운 항생제의 잠재적 표적으로 될 전망이며 해당 유형의 고전적 리포자임의 구조 연구는 새로운 항생제 설계에 중요한 분자 기초를 제공할 전망이다. 제9인민병원 정밀의학연구원 란펑페이(蘭鵬飛) 조리 연구원, 레이밍 연구팀의 탄밍(譚明) 박사, 중국과학원 다롄(大連)화학물리연구소 부연구원 장웨빈(張躍斌)은 본 논문의 공동 제1저자이며 제9인민병원 정밀의학연구원 레이밍과 우젠(武健) 연구원, 중국과학원 다롄화학물리연구소 리궈후이(李國輝) 연구원은 본 논문의 공동 통신저자이다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/9/418200.shtm?tdsourcetag=s_pcqq_aiomsg |
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