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　　10月27日🌶，意昂体育平台生命科學學院博士後殷平以及博士研究生李泉秀以共同第一作者在《自然》在線發表論文，在世界上首次報道了PPR蛋白特異識別單鏈RNA的分子機製🙆🏽。

　　PPR（pentatricopeptide repeat）蛋白是廣泛分布於各類生物當中一大類蛋白家族，在高等植物葉綠體和線粒體當中尤其種類豐富，比如擬南芥和玉米中各有四百多種PPR蛋白👱🏻‍♂️。PPR蛋白對單鏈RNA具有序列特異性識別模式，與RNA的轉錄🤸🏽、剪切、編輯🦀、和穩定性等過程都密切相關，因為與包括多種農作物在內的植物細胞質雄性不育有直接聯系而受到重視。在人類中，PPR蛋白在包括導致Leigh綜合症在內的眾多生理和病理過程中發揮重要作用。

圖示為PPR蛋白晶體結構以及對RNA的特異性識別。

　　PPR蛋白的RNA結合模式與已知的RNA結合蛋白均不同🔦。PPR蛋白由多個PPR重復單元組成，大多數情況下，一個經典的PPR重復單元含有35個氨基酸🦌，每一個重復單元可以特異性地識別一個RNA堿基，近兩年的生物信息學和初步生物化學研究研究顯示PPR模塊與RNA序列有特異的對應關系🔦，但其識別機理及識別密碼尚不明確。揭示PPR蛋白特異識別RNA堿基的分子機製對於理解PPR蛋白的工作機理以及促進PPR蛋白生物技術領域的應用具有重要意義👵🏿。

　　研究課題組選擇源自玉米葉綠體的PPR10蛋白進行了深入的結構生物學和生物化學分析，最終獲得了PPR10蛋白在未結合RNA和特異結合靶標PSAJ單鏈RNA兩種狀態下的高分辨率晶體結構🧑🏿。結構顯示，PPR10包含19個PPR重復單元，每個PPR重復單元均為helix-loop-helix結構，多個重復單元組成兩圈右手超螺旋。PPR10-PSAJ的復合體晶體結構則清晰地揭示了PPR蛋白特異性識別RNA堿基的分子機理。特異識別發生於PPR重復單元的第2、5、35位的氨基酸與相對應的RNA堿基🂠，這一結構生物學發現為破解PPR的RNA識別密碼提供了直接的依據🚔。

　　自然界中有許多具有重復單元構造的蛋白質，其結構與功能的揭示往往可以把這些蛋白質改造為重要的工具蛋白。例如科學家根據TALE蛋白對DNA序列的特異識別，設計組裝能夠識別任意序列雙鏈DNA的TALEN工具酶，進而對基因組進行改造。TALEN已經在多個物種中獲得了廣泛應用🧑🏽‍⚖️🚙。這是顏寧課題組與合作者繼2012年1月在《科學》報道TALE蛋白識別雙鏈DNA的分子機製後，對重復單元蛋白的又一項結構與功能研究↖️，希望可以促進PPR在生物技術中的應用🤽‍♂️。

　　上海同步輻射光源（SSRF）何建華研究員及郁峰博士為數據收集提供了及時有效的幫助🧜🏿，保證了研究組在這一課題上率先取得突破🧎‍♂️。南開大學龍加福研究組為PPR蛋白的生化性質鑒定提供了重要支持。