近日，我校藥學(xué)院黃志紓教授團(tuán)隊在著名期刊Journal of the American Chemical Society （IF=14.357）上發(fā)表了題為“Identification of G-Quadruplex-Binding Protein from the Exploration of RGG Motif/G-Quadruplex Interactions”的研究論文（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 17945-17955）。論文通訊作者為黃志紓教授和陳碩斌副研究員，第一作者為黃周力碩士和戴婧碩士研究生。
G-四鏈體結(jié)合蛋白發(fā)現(xiàn)新策略
解讀核酸二級結(jié)構(gòu)及其生物學(xué)功能是后基因組時代一個重要的前沿研究熱點(diǎn)。G-四鏈體是一類具有重要調(diào)控功能的核酸二級結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為在基因表達(dá)以及端粒維持方面發(fā)揮著重要作用。G-四鏈體結(jié)合蛋白在G-四鏈體參與的生命調(diào)控作用中扮演著重要角色。然而，目前對結(jié)合蛋白如何識別G-四鏈體的機(jī)制仍不清楚。RGG結(jié)構(gòu)域是一類由富含精氨酸與甘氨酸重復(fù)序列單元組成的蛋白結(jié)構(gòu)域。近期研究發(fā)現(xiàn)，多個G-四鏈體結(jié)合蛋白均含有RGG結(jié)構(gòu)域，而其中部分RGG結(jié)構(gòu)域參與蛋白對G-四鏈體的識別。那么，能否通過對RGG結(jié)構(gòu)域進(jìn)行系統(tǒng)研究，從而闡明G-四鏈體結(jié)合蛋白的作用規(guī)律，這是一個大膽的嘗試。基于此，論文作者首先選取了序列特征各異的12條富含RGG的多肽片段，利用SPR技術(shù)評價多肽片段對G-四鏈體的結(jié)合能力。再結(jié)合filter-binding、NMR等研究手段，發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了含有7個RGG重復(fù)單元的多肽12能選擇性識別G-四鏈體結(jié)構(gòu)，其識別位點(diǎn)為G-四鏈體的四分體平面。利用序列突變和序列重排等方式，作者證實(shí)多肽12對G-四鏈體的特異識別存在明顯的序列特異性，這種特異性同時表現(xiàn)在氨基酸的類型以及其特定的排布順序上。基于上述結(jié)果，作者對含有該RGG多肽序列的蛋白進(jìn)行數(shù)據(jù)庫搜索，發(fā)現(xiàn)了cold-inducible RNA-binding protein（CIRBP），并通過一系列實(shí)驗證實(shí)該蛋白能在細(xì)胞內(nèi)外有效識別G-四鏈體。值得注意的是，該RGG肽段在CIRBP識別G-四鏈體的過程中起關(guān)鍵作用，突變或缺失都會導(dǎo)致蛋白識別G-四鏈體的能力顯著下降。該研究首次通過RGG多肽序列與G-四鏈體相互作用的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)了全新的G-四鏈體結(jié)合蛋白，并為將來發(fā)現(xiàn)更多的G-四鏈體結(jié)合蛋白提供了一種新途徑。
上述研究工作獲得國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項目、面上項目等多項基金的資助。
