Biodiscovery CNS
Vol.01 No.01(2017), Article ID:19811,2 pages

Yigong Shi in Tsinghua University Published a Paper in Science Again: Six Paper Tell a Full Story

清华施一公17年再发Science文章: 六篇文章讲述一个完整故事

[Science系列] 2015年8月,施一公研究组率先突破,在世界上首次报道了裂殖酵母剪接体处于ILS状态的3.6埃高分辨率结构。2016年7月22日,施一公教授研究组在《科学》在线发表背靠背长文,首次报道了酿酒酵母剪接体分别处于激活状态和第一步催化反应后的近原子分辨率的剪接体结构,首次完整地展示了第一步转酯反应前后pre-mRNA和其中起催化作用的snRNA的反应状态,以及剪接体内部蛋白组分的组装情况。但是对于剪接体催化第二步转酯反应的细节,至今没有高分辨率的结构加以佐证。

为了把这个故事说完整,在2017年1月13日的Science杂志上,施一公研究组又再次公布最新研究成果:第二步催化反应后的酵母剪接体结构,这一结构的分辨率高达4.0 Å。

在最新发表的《科学》长文中,施一公教授研究组捕获了性质良好的酿酒酵母剪接体样品,并利用先进的单颗粒冷冻电镜技术和高效的数据分类方法,重构出了总体分辨率分别为4.0埃的冷冻电镜结构,首次报道了酵母第二步催化激活状态下的剪接体结构。该结构的解析,进一步补充了mRNA剪接过程的关键信息,描述了从第一步转酯反应到第二步转酯反应过程中,剪接体催化反应活性中心内部组分的变化,以及关键蛋白的参与情况,为理解第二步反应所需的3’剪接位点是如何进入活性位点提供了重要的结构基础。值得关注的是,该结构的催化核心区域的分辨率达到3.5埃,第一次展示了转酯反应进行中的关键结构信息,填写了第二步转酯反应细节信息的空白。

2015年8月至今,施一公研究组共报道了剪接反应中5个关键状态剪接体复合物的高分辨率结构,分别是3.8埃的预组装复合物tri-snRNP、3.5埃的激活状态复合物Bact complex、3.4埃的第一步催化反应后复合物C complex、4.0埃的第二步催化激活状态下的C* complex以及3.6埃的内含子套索剪接体ILS complex。这5个高分辨率结构所代表的剪接体状态,基本覆盖了整个剪接通路中关键的催化步骤,提供了迄今为止最为清晰的剪接体不同工作状态下的结构信息,大大推动了RNA剪接研究领域的发展。这些结构与之前报道的系列结构组合在一起,组成了一个几近完整的剪接体循环的分子机制拼图,讲述了剪接体的一个完整故事。

网站报道清华大学施一公年底再发Science文章:六篇文章把一个故事说完整

http://www.biodiscover.com/index.php?r=news/view&id=651650

Each cycle of precursor messenger RNA (pre-mRNA) splicing comprises two sequential reactions, first freeing the 5’ exon and generating an intron lariat-3’ exon and then ligating the two exons and releasing the intron lariat. The second reaction is executed by the step II catalytically activated spliceosome (known as the C* complex). Here, we present the cryo-electron microscopy structure of a C* complex from Saccharomyces cerevisiae at an average resolution of 4.0 angstroms. Compared with the preceding spliceosomal complex (C complex), the lariat junction has been translocated by 15 to 20 angstroms to vacate space for the incoming 3’-exon sequences. The step I splicing factors Cwc25 and Yju2 have been dissociated from the active site. Two catalytic motifs from Prp8 (the 1585 loop and the β finger of the ribonuclease H-like domain), along with the step II splicing factors Prp17 and Prp18 and other surrounding proteins, are poised to assist the second transesterification. These structural features, together with those reported for other spliceosomal complexes, yield a near-complete mechanistic picture on the splicing cycle.

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