上海交通大学医学院附属第九人民医院精准医学研究院雷鸣团队和中科院大连化物所分子反应动力学国家重点实验室李国辉团队合作，揭示了真核生物中tRNA前体5’端的加工成熟机制。该成果以长文形式日前在线发表于《科学》杂志。

  tRNA作为体内重要的一类RNA分子，首先以前体的形式被转录出来，具有未成熟的5’和3’末端。其中，5’端的成熟需要在进化上十分保守的RNA—蛋白质复合物RNase P来催化完成。RNase P存在于地球上的所有物种中，是生命活动所必需的、由RNA介导并负责tRNA前体催化反应的核酶。真核生物的RNase P是由一条长链非编码RNA分子和近十个蛋白质亚基组成的分子机器。但目前人们对于真核生物中RNase P的组装形式及其底物识别和催化机制还了解甚少。

  此次研究人员成功解析了酵母内源RNase P全酶及其与底物pre-tRNA的复合物结构。这个结构揭示了真核生物中RNase P各亚基在空间上原子分辨率的组织形式，即各蛋白质亚基紧密交织在一起来稳定住RNA催化亚基的构象。同时，研究人员发现，RNase P以一种“双锚定”的机制来识别tRNA前体。tRNA的5’端被特异地锚定在催化中心以促使其完成切割反应。

  “底物tRNA的结合诱导了该酶催化中心一个关键残基的巨大的构象变化。”雷鸣告诉《中国科学报》记者，结合分子动力学模拟，他们提出了RNase P催化反应的双镁离子模型，深入阐释了这一类古老核酶的催化分子机制。

  相关专家认为，这一里程碑式的研究工作首次完整提出了真核生物RNase P催化底物tRNA前体切割成熟的分子机制，是核酶及RNA结构生物学领域的重大突破。

  当下，抗生素耐药性已成为威胁人类健康的一大隐患。RNase P与核糖体作为唯一两类天然存在于所有物种中的保守核酶，是抗生素类药物的重要靶点。因此, 对这一类古老核酶的结构研究将为后续的新型抗生素设计提供重要的分子基础。