2023年1月9日，清华大学生命学院方显杨课题组在Nucleic Acids Research (核酸研究) 杂志在线发表了题为 “II型四氢叶酸核糖开关调控基因翻译的结构基础” (Structural insights into translation regulation by the THF-II riboswitch) 的研究论文，报道了第二类可特异性结合THF及其类似物的天然核糖开关THF-II的三维结构，揭示了其识别配体和调控基因翻译的结构机制。

研究者首先应用等温滴定量热法研究了镁离子对THF-II与配体(如THF)结合的重要影响，通过优化RNA序列进行了结晶筛选，应用X射线晶体学方法解析了THF-II与不同配体形成复合物及其C22G突变体的无配体结合状态下的高分辨率结构。晶体结构表明，THF-II的两个双螺旋P1,P2及其连接区通过共轴堆积形成长棒状结构，位于连接区的保守嘧啶(J12的C22，J21的U44)通过与四氢叶酸及其类似物的蝶呤环部分形成6对氢键相互作用进行识别，其识别模式与THF-I的FA_PK类似(图1A)。接下来，研究者结合小角X射线散射(Small angle X-ray scattering)，定点突变和寡核苷酸介导的核糖核酸酶H酶切实验(Oligonucleotide-directed RNase H cleavage assay)，研究了镁离子和配体结合对THF-II的折叠，构象动态以及位于P1的RBS的可及性的影响(图1B)。基于相关实验结果，研究者提出了THF-II核糖开关调控基因翻译的模型(图1C)：在没有镁离子时，RNA处于去折叠的状态，此时无法结合配体；镁离子的结合可极大促进RNA的折叠使其获得配体结合能力，但此时其共轴堆积的结构尚未形成，RBS暴露程度较高，核糖体可与之结合，介导下游基因翻译起始；当配体结合后，类似于晶体结构中THF-II的共轴堆积结构形成， RBS的暴露程度极大降低，核糖体无法与之结合，下游基因翻译停止。

https://www.ebiotrade.com/newsf/2023-1/20230116064154601.htm

http://www.pubmedplus.cn/P/SearchQuickResult?wd=3ab7fcc4-593c-4b49-ab58-996555f22f69

• 1. Structural insights into translation regulation by the THF-II riboswitch.

  
  

  Lilei Xu,Yu Xiao,Jie Zhang,Xianyang Fang

  Beijing Advanced Innovation Center for Structural Biology, Beijing Frontier Research Center for Biological Structure, School of Life Sciences, Tsinghua University, Beijing 100084, China.

  
  

  Nucleic Acids Res (P 1362-4962 E 0305-1048) 2023 年

  PMID：36620887 相似文献

  文摘 DOI链接 Silverchair Information Systems

• 
  

  2. The Second Class of Tetrahydrofolate (THF-II) Riboswitches Recognizes the Tetrahydrofolic Acid Ligand via Local Conformation Changes.

  
  

  Minmin Zhang,Guangfeng Liu,Yunlong Zhang,Ting Chen,Shanshan Feng,Rujie Cai,Changrui Lu

  College of Chemistry, Chemical Engineering and Biotechnology, Donghua University, Shanghai 201620, China.

  
  

  Int J Mol Sci (P 1422-0067 E 1422-0067) H指数：114 2022 年 23 卷 11 期

  PMID：35682583 相似文献

  文摘 DOI链接 MDPIPubMed CentralEurope PubMed Central

• 
  

  3. Biochemical validation of a second class of tetrahydrofolate riboswitches in bacteria.

  
  

  Xi Chen,Gayan Mirihana Arachchilage,Ronald R Breaker

  Department of Molecular Biophysics and Biochemistry, Yale University, New Haven, Connecticut 06520-8103, USA.

  ronald.breaker@yale.edu

  RNA (P 1469-9001 E 1355-8382) H指数：158 2019 年 25 卷 9 期 1091-1097 页

  PMID：31186369 相似文献

  文摘 DOI链接 HighWirePubMed CentralEurope PubMed Central

http://www.pubmedplus.cn/P/SearchQuickResult?wd=6e790745-fbb8-4fc2-8a03-323d84e3a1b0

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