我院黃志纾教授團隊在核酸G-四鍊體新識别蛋白的發現方面取得重要進展

        最近，我院黃志纾教授團隊在著名期刊Journal of the American Chemical Society （IF=14.357）上發表題為“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纾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。

       解讀核酸二級結構及其生物學功能是後基因組時代一個重要的前沿研究熱點。G-四鍊體是一類具有重要調控功能的核酸二級結構，被認為在基因表達以及端粒維持方面發揮着重要作用。G-四鍊體結合蛋白在G-四鍊體參與的生命調控作用中扮演着重要角色。然而，目前對結合蛋白如何識别G-四鍊體的機制仍不清楚。RGG結構域是一類由富含精氨酸與甘氨酸重複序列單元組成的蛋白結構域。近期研究發現，多個G-四鍊體結合蛋白均含有RGG結構域，而其中部分RGG結構域參與蛋白對G-四鍊體的識别。那麼，能否通過對RGG結構域進行系統研究，從而闡明G-四鍊體結合蛋白的作用規律，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技術評價多肽片段對G-四鍊體的結合能力。再結合filter-binding、NMR等研究手段，發現并證實了含有7個RGG重複單元的多肽12能選擇性識别G-四鍊體結構，其識别位點為G-四鍊體的四分體平面。利用序列突變和序列重排等方式，作者證實多肽12對G-四鍊體的特異識别存在明顯的序列特異性，這種特異性同時表現在氨基酸的類型以及其特定的排布順序。基于上述結果，作者對含有該RGG多肽序列的蛋白進行數據庫搜索，發現了cold-inducible RNA-binding protein（CIRBP），并通過一系列實驗證實該蛋白能在細胞内外有效識别G-四鍊體。值得注意的是，該RGG肽段在CIRBP識别G-四鍊體的過程中起關鍵作用，突變或缺失都會導緻蛋白識别G-四鍊體的能力顯著下降。該研究首次通過RGG多肽序列與G-四鍊體相互作用的系統研究，發現了全新的G-四鍊體結合蛋白，并為将來發現更多的G-四鍊體結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基金委重點項目、面上項目等多項基金的資助。

      文章連接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b09329。

圖：G-四鍊體結合蛋白發現新策略