惊！揭秘三种RNA解旋酶作用机制，并提供癌症突变机制新见解

　　研究发现三种RNA解旋酶-DDX42、DDX46和DHX15与人类U2snRNP相关，但它们在U2snRNP和剪接体组装中的作用和机制尚不清楚。

　　2月17日，西湖大学施一公及张晓峰团队在《NatureCommunications》发表题为“MechanismsoftheRNAhelicasesDDX42andDDX46inhumanU2snRNPassembly”的研究论文，研究揭示了人U2snRNP组装中RNA解旋酶DDX42和DDX46的作用机制。

　　研究背景

　　Pre-mRNA的剪接由称为剪接体的异常动态的RNA-蛋白质复合物执行。剪接体由五个小的核糖核蛋白颗粒(snRNPs)组装而成，称为U1、U2、U4、U5和U6，以及非snRNP因子。每个snRNP是由一个单独的小核RNA(snRNA)，7个常见的Sm蛋白(或在U6的情况下是LSm)和一些特定的蛋白质因子构建的。在5个snRNPs中，U2snRNPs在内含子识别和折叠前体组装过程中起着重要作用。

　　人类的U2snRNP尤其复杂和动态;它的组装是一个多步骤且人们知之甚少的过程。17SU2被认为是直接参与早期剪接体组装的人类U2snRNP的功能形式。17SU2snRNP的核心成分包括SF3b复合物、SF3a复合物、12SU2核心、剪接因子TAT-SF1和DDX46。体外实验表明，SF3b与12SU2核依次组装，形成一种称为15S粒子的中间产物，然后是SF3a复合物。然而，对编排这一装配过程的蛋白质因子知之甚少。

　　值得注意的是，研究发现三种RNA依赖性ATP酶：DDX42，DDX46和DHX15与U2snRNP相关。前两个是DEAD-box解旋酶家族的成员，而DHX15属于DEAH-box亚科。DDX42与SF3b复合物共纯化，但在17SU2snRNP中几乎检测不到。因此，具有RNA伴侣活性的DDX4220，很可能在履行其在U2snRNP组装中的作用后发布。与DDX42相比，DDX46(酵母Prp5同系物)是17SU2的组成部分，在预剪接体组装和分支位点校对过程中起着至关重要的作用，但DDX46是否在U2snRNP组装中具有其他作用尚不清楚。此外，DHX15(酵母Prp43直系同源物)在内含子-拉里亚特剪接体(ILS)复合物拆解中的机制已被广泛研究，其在U2snRNP和早期剪接复合体中的作用仍然是神秘的。

　　研究进展

　　在DDX42-U2复合物中，DDX42的N端仍然锚定在SF3B1上，但解旋酶结构域已被U2snRNA和TAT-SF1取代。通过体外实验，研究发现DDX42和DDX46在与SF3b的结合方面是互斥的。SF3B1的癌症驱动突变靶向RNA路径中直接与DDX42和DDX46相互作用的残基。这些发现揭示了DDX42和DDX46在17SU2snRNP组装中的不同作用，并为SF3B1癌症突变的机制提供了见解。

　　A、17SU2snRNP形成的工作模型图。在默认状态下，SF3B1核心与DDX42形成稳定的复合物，其中SF3B1的RNA路径被DDX42的N-plug占据。在步骤1中，DDX42与来自12SU2核心的U2snRNA结合，并可能驱动其构象变化以形成BSL。在此过程中，SF3a复合物TAT-SF1被募集到复合物中，导致DDX42解旋酶结构域的位移和DDX42-U2复合物的形成。DDX1-U42中TAT-SF2的UHM结构域相对移动，因此表示为虚线圆圈。在步骤2中，DDX42解旋酶结构域的移动可能会破坏其N末端与SF3B1之间的相互作用;这可能促进DDX46从SF42B3中胜过DDX1，形成成熟的17SU2snRNP。TAT-SF1的UHM域，与DDX46交互，可能有助于稳定BSL的构象和DDX46的解旋酶结构域。B、SF3B1中绝大多数癌症衍生突变聚集在其与DDX42和DDX46的界面上。

　　研究意义

　　总而言之，研究报道了DDX42-SF3b复合物的高分辨率结构和含有DDX42的17SU2snRNP的假定组装中间体。同时，研究还分离出一种含有DHX15的U2snRNP，但DHX15的位置没有被EM密度图识别出来。该研究结构揭示了SF3B1与DDX42、DDX46和pre-mRNA的多嘧啶束(PPT)相互作用的共同显著模式。结合结构引导的生化分析，该研究揭示了DDX42和DDX46在U2snRNP组装中的作用，并为SF3B1癌症突变提供了见解。

　　中国癌症药物网药师温馨提醒：患者要在医生的建议下选择癌症药物进行治疗，更多药物详情请咨询中国癌症药物网药师，全国统一免费服务热线：400-700-0899，肿瘤专科药师为您个体化治疗方案、提供用药指导。

　　文章源自网络，如有侵权请联系删除