Human splicing에서 촉매 활성화 구조의 기초
![[EzV] Structural basis of catalytic activation in human splicing](https://scienceeasyview.com/wp-content/uploads/2023/05/EzV-Structural-basis-of-catalytic-activation-in-human-splicing.png)
Abstract
pre-mRNA splicing은 ATP에 의존하는 RNA helicase에 의해 구동되는 경로를 따릅니다. Splicing 경로 중의 중요한 과정은 활성화된 Bact와 분기 능력이 있는 B* spliceosomes 사이의 전환에서 발생하는 촉매 활성화입니다. 촉매 활성화는 helicase PRP2(DHX16이라고도 함)에 의해 매개되는 ATP 의존적 리모델링을 통해 발생합니다. 그러나 PRP2는 spliceosome의 주변에서만 관찰되기 때문에 PRP2의 기능은 여전히 명확하지 않습니다.
이 논문에서는 촉매 활성화가 PRP2와 Aquarius의 두 가지 helicase에 의해 구동되는 두 가지 ATP 의존 단계에서 발생한다는 것을 보입니다. Splicing에서 Aquarius의 역할은 알려지지 않았었습니다. 이 논문의 내용에 따르면 Aquarius가 비활성화되면 촉매 활성화 프로세스 도중 중간에 발견되는 spliceosome 중간생성물인 BAQR 복합체가 정지됩니다. BAQR 의 극저온 전자 현미경 구조를 통해 PRP2와 Aquarius가 각각 BACT 및 BAQR 을 어떻게 개조하는지 보여줍니다. 특히 PRP2는 RES 복합체를 벗겨내고 SF3B1 clamp를 열고 가지 나선 구조를 푸는 동안 intron을 따라 이동합니다. Translocation으로 PPIL4, SKIP 및 PRP2의 amino 말단 도메인의 조합을 통해 분기 부위의 downstream에서 6개의 뉴클레오타이드를 말소합니다. 마지막으로, Aquarius는 PRP2와 SF3A 및 SF3B 복합체의 해리를 가능하게 하여 촉매를 위한 분기 duplex의 재배치를 촉진합니다.
이 연구는 인간 splicing으로 촉매 활성화를 설명하고, DEAH helicase가 어떻게 작동하는지 밝히고, helicase가 어떻게 활동을 조정할 수 있는지에 대한 패러다임을 제공합니다.
Figure
![[Fig1] Structural basis of catalytic activation in human splicing](https://scienceeasyview.com/wp-content/uploads/2023/05/Fig1-Structural-basis-of-catalytic-activation-in-human-splicing.png)
[Figure 1] BAQR spliceosome의 구조적 정렬
a. BAQR 의 cryo-EM 구조입니다.
b. 촉매 활성 중 human spliceosome의 구조적 리모델링 과정을 보입니다.
![[Fig2] Structural basis of catalytic activation in human splicing](https://scienceeasyview.com/wp-content/uploads/2023/05/Fig2-Structural-basis-of-catalytic-activation-in-human-splicing.png)
[Figure 2] 촉매 활성화 중 PRP2의 구조 및 translocation
a. BAQR complex 내 PRP2의 도메인 구성 및 상호작용을 보이는 모식도입니다.
b,c. PRP2, PRP2의 intron 및 BAQR 내 SF3B1 의 구조 및 구성입니다.
d. BAQR 에서, PRP2는 PRP8 및 SF3B1으로 인해 만들어진 구멍으로 이동됩니다. 해당 반응 전 PRP2 및 intron의 기존의 위치 및 형태는 각각 회색 및 검정색으로 구분했습니다.
![[Fig3] Structural basis of catalytic activation in human splicing](https://scienceeasyview.com/wp-content/uploads/2023/05/Fig3-Structural-basis-of-catalytic-activation-in-human-splicing.png)
[Figure 3] PRP2는 RES 복합체의 dissociation을 엄격하게 조절하고 SF3B 복합체를 개조합니다
a. intron 및 RES complex 분리로 인한 PRP2의 재배치입니다. 재배치된 RNA 및 뒤따르는 PPIL4의 결합으로부터 시작된 과정입니다.
b. Bact complex 내 PRP2 및 다른 subunit들 사이의 interface를 보이는 클로즈업 뷰입니다.
c. 유사한 BAQR 복합체의 모식도입니다.
d. SF3B1은 BS-A와 PPT의 결합을 위한 1차 및 2차 hinged pockets를 각각 보여줍니다.
![[Fig4] Structural basis of catalytic activation in human splicing](https://scienceeasyview.com/wp-content/uploads/2023/05/Fig4-Structural-basis-of-catalytic-activation-in-human-splicing.png)
[Figure 4] PRP2 translocation은 molecular brake를 연상시키는 3D 구조로 종료된다
a. Molecular brake 과정 중 상호 작용 중 subunit들의 구조를 보입니다.
b. PRP2NTD, PPIL4 및 SKIP이 intron과 상호작용합니다.
c. PPIL4이 CWC15 및 SKIP과 상호작용합니다.
d,e. SKIP의 wedge element는 RecA1, RecA2, PRP2의 HB domain 사이로 중간에 삽입됩니다. 이는 translocation의 억제를 의미합니다.
![[Fig5] Structural basis of catalytic activation in human splicing](https://scienceeasyview.com/wp-content/uploads/2023/05/Fig5-Structural-basis-of-catalytic-activation-in-human-splicing.png)
[Figure 5] pre-mRNA splicing의 촉매 활동 모델링
a. Bact, BAQR, B* 사이의 구조 변화로 설명되는 촉매 활동 과정을 보입니다. B* 및 post-branching C complex가 유사한 구조를 가집니다.
b. PRP2 및 Aquarius를 통한 human spliceosome 리모델링 구조 모델입니다.
c. budding yeast(S. cerevisiae) 내 Prp2p로 인한 spliceosome 리모델링 과정을 보입니다.