结构生物化学/核酸/RNA/RNA修饰/snRNP
小核核糖核蛋白颗粒 (snRNPs) 是由小核 RNA (snRNAs) 和特定蛋白质组成的次级分子。snRNP 分子构成更大的剪接体分子。U1 snRNP 识别 5' 端的结合位点,U1 snRNA 的六核苷酸序列与前体 mRNA 上的剪接位点结合。由此,剪接体将沿着前体 mRNA 分子组装。U2 snRNP 将与其在 U2 snRNA 序列和前体 mRNA 之间的互补序列结合到内含子上的分支位点。然后,U4、U5 和 U6 snRNPs 与 U1 和 U2 复合物结合,并形成必要的剪接体。剪接过程本身从 U5 与 5' 剪接位点上的外显子序列相互作用开始。U6 在从 U4 断裂后经历分子内重组,这使得 U2 能够与内含子的 5' 端配对并相互作用,将 U1 从剪接体中移除。U2-U6 复合物形成螺旋,形成剪接体本身的中心。U4 在剪接位点正确对齐之前阻止 U6 剪接。一旦对齐发生,转酯反应会在磷酸二酯键处切割 5' 外显子,并产生一个套索中间体。剪接继续进行剪接体的重排,然后产生下一个前体 mRNA 上的转酯反应。在重排中,U5 与 5' 外显子对齐,以便更容易攻击 3' 剪接位点以产生另一个剪接产物。为了完成剪接过程,U2、U5 和 U6 从套索内含子中释放出来。
snRNPs 的生物发生从使用 RNA 聚合酶 II 转录一个单甲基鸟苷 (m7G) 加帽的 snRNA 前体开始。转录后,snRNA 被转运出核,与 Sm 蛋白反应,Sm 蛋白结合形成 Sm 核心结构域。然后,这将触发 m7G 帽的超甲基化,从而生成三甲基鸟苷 (TMG) m^(2,2,7)3G 帽。由 Sm 核心结构域和 TMG 帽组成的两部分核定位信号 (NLS) 导致 snRNP 重新定位到细胞核。在重新进入细胞核之前,snRNP 在称为 Cajal 体的亚核域中经历生物发生周期的完成。关于哪些蛋白质在生物发生周期的哪些阶段加入 snRNP,目前尚不清楚。据推测,U6snRNP 不遵循上述步骤,并在核质中进行其生物发生。
当前关于 snRNPs 的研究表明了 RNA-蛋白复合物的细胞组装策略。snRNPs 在体内通过包含组装伴侣、支架蛋白和催化剂的复杂组装线同步作用而形成。RNP 组装因子满足两个功能。首先,它们通过帮助积累更高阶的构建块来提高组装效率;其次,它们阻止 Sm 蛋白和包含错误 RNA 或不包含 Sm 位点的 RNA 的 snNRP 中心的集合。各种报告已经讨论了组装机制的“校对”功能。这些新的策略采用了与蛋白质复合物使用的那些类似的亲和力,并且还允许解释关于分子机器如何在体内制造的常见规则。
1. Chari, Ashwin, and Utz Fischer. "Cellular Strategies for the Assembly of Molecular Machines." Trends in Biochemical Sciences 35.12 (2010): 676-83. Print.