《剪接體關鍵抗腫瘤藥物靶點SF3b複合物的結構生物學研究》是依託上海交通大學，由黃晶擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：剪接體關鍵抗腫瘤藥物靶點SF3b複合物的結構生物學研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：黃晶
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
剪接體是一種非常重要的細胞內分子機器，關於它的結構生物學研究對於了解剪接體的組裝以及pre-mRNA剪接過程的分子機理等至關重要。剪接體SF3b複合物參與剪接過程中內含子分支點序列的識別，是剪接體的重要組成。SF3b複合物與多種腫瘤的發生密切相關，它也是幾類抗腫瘤化合物的藥物靶點。目前，關於SF3b參與內含子分支點識別的分子機理尚不清楚，關於它引發腫瘤的致病機理以及抗腫瘤化合物在SF3b上的結合位點及其抑制腫瘤的結構機制等也仍不了解。針對這兩方面的研究問題，本項目將依託上海光源的蛋白質設施五線六站，通過對SF3b以及與U2 snRNA及抗腫瘤化合物的複合物結構解析，研究SF3b在pre-mRNA剪接中的結構和功能機理，在三維結構水平上揭示SF3b在腫瘤發生中的致病機理，並探索基於SF3b的抗腫瘤藥物作用機理，用於指導藥物的設計和最佳化。
結題摘要
SF3B複合物是剪接體U2-snRNP的關鍵組分，其負責pre-mRNA剪接過程的內含子分支點序列識別，是參與選擇內含子分支點腺苷酸和3’-剪接位點的重要剪接因子。近年來的腫瘤基因組測序研究發現，SF3B複合物中的SF3B1亞基是腫瘤中突變頻率最高的剪接因子，並且存在腫瘤熱點突變。SF3B1_K700E是腫瘤中突變頻率最高的SF3B1突變，其影響內含子分支點腺苷酸和3’-剪接位點的正確選擇，導致錯誤的pre-mRNA剪接模式，並造成基因組不穩定性和許多信號通路的異常調控。目前關於SF3B1_K700E突變是如何造成剪接體功能異常的結構機理仍不清楚。除了參與調控pre-mRNA剪接，SF3B複合物還結合許多無內含子mRNA和成熟mRNA，並通過與mRNA出核轉運因子THO複合物的直接相互作用，介導mRNA的出核轉運。關於SF3B複合物識別無內含子mRNA和成熟mRNA的分子機制仍有待研究。本項目通過對SF3B複合物與多種RNA分子的核糖核蛋白複合物的結構解析和功能研究，揭示了SF3B複合物通過非常類似的分子識別機制結合pre-mRNA–U2 snRNA雙鏈和無內含子的組蛋白mRNA雙鏈結構，分別調控pre-mRNA剪接和mRNA出核轉運這兩個分子過程。在SF3B與無內含子的組蛋白mRNA組成的複合物結構中，兩條組蛋白mRNA形成具有5’-overhang的反向互補的RNA雙鏈來模擬pre-mRNA–U2 snRNA的雙鏈結構，並通過一個突出於RNA雙鏈之外的腺苷酸來模擬內含子分支點腺苷酸插入到SF3B1亞基上。此外，我們還解析了含有SF3B1_K700E突變的SF3B複合物與pre-mRNA–U2 snRNA的核糖核蛋白複合物結構，並發現該突變改變了pre-mRNA內含子多聚嘧啶區域在SF3B1亞基K700位點的結合方式，進而影響了SF3B1蛋白與剪接體RES複合物蛋白RBMX2的結合。本項目的研究不僅揭示了SF3B複合物參與調控pre-mRNA剪接和mRNA出核轉運雙重功能的結構機制，還闡釋了SF3B腫瘤相關突變造成pre-mRNA錯誤剪接模式的分子機制，為相關腫瘤的診療和靶向藥物開發提供了重要的理論基礎。
