靶向RNA聚合酶Ⅱ的蛋白磷酸酶Integrator-PP2A复合体的发现与结构功能研究

摘要

Integrator复合体是一种特异地存在于多细胞生物体内的多亚基复合体,包含至少14个进化上保守的亚基(INTS1~INTS14)。由于该复合物的组成复杂且样品不易获得,近年来关于Integrator复合体的分子机制的研究相对滞后。我们通过生物化学手段发现,Integrator能够与蛋白磷酸酶PP2A核心酶(PP2A-AC)形成稳定的复合体,并将其命名为INTAC(Integrator-containing PP2A-AC)。该复合体含有16个亚基,相对分子质量近1 500 000。利用冷冻电镜技术,我们首次解析了INTAC的高分辨冷冻电镜结构(整体分辨率3.5 A)。结构显示,核酸酶(endonuclease)和蛋白磷酸酶(phosphatase)这两个催化模块分布在核心的骨架模块两侧。结构、生化和细胞等方面的研究共同揭示了INTAC作为一个双功能酶,除了发挥已知的RNA核酸内切酶的功能,还在转录过程中作用于RNA聚合酶Ⅱ(PolⅡ)中大亚基(Rpb1)的C末端区域(C-terminal domain, CTD),去除其重复七肽中第2、5、7位丝氨酸的磷酸化,并在多个转录过程发挥调控作用。该项研究发现,PP2A这一最重要的磷酸酶可直接调控转录,拓展了转录调控和PP2A这两个重要领域的研究范畴。