I bob koilin rnk bog’lovchi funksiyalarga EGA multidomen

1.3.
 
TIA-1 ko'p domenli biriktiruvchi omilning tuzilishi, dinamikasi va 
RNK bilan bog'lanishi 
RNK-bog'lovchi oqsillar (RBP) odatda bu oqsillarni modulli arxitektura bilan 
ta'minlaydigan bir nechta RNK-bog'lovchi domenlarga (RBD) ega. To'plangan 
dalillar RBP arxitektura modulligi va moslashuvchanligi ularning RNK bilan o'zaro 
ta'sirining o'ziga xosligini aniqlaydi. Biroq, bir nechta RBD kontsertda o'zlarining 
qarindosh bir zanjirli RNK (ssRNA) ketma-ketligini qanday tan olishlari hali ham 
yaxshi tushunilmagan. Bu erda biz ushbu savolni hal qilish uchun N-Rasning yuqori 
oqimidan (Unr) namunaviy tizim sifatida foydalanamiz. Beshta ssRNK-bog'lovchi 
sovuq zarba domenini (CSD) o'z ichiga olganligi xabar qilingan bo'lsa-da, biz Unr 
RNKni 
(psevdo-RBD) 
bog'lamaydigan, 
lekin 
RNKning 
konformatsion 
heterojenligini kamaytirish orqali uchinchi darajali tuzilmaning o'ziga xosligini 
vositachilik qilishda ishtirok etadigan qo'shimcha to'rtta CSDni o'z ichiga olishini 
ko'rsatamiz. Unr. Kanonik va kanonik bo'lmagan CSD'lar o'rtasidagi o'zaro 
ta'sirlarni buzish RNK ulanishiga, Unr vositachiligida tarjima regulyatsiyasiga va 
Unrga bog'liq bo'lmagan RNK interaktomiga ta'sir qiladi. Birgalikda olib borilgan 
tadqiqotlarimiz oqsil-RNKni tanib olishda yangi paradigmani ochib beradi, bu erda 
RBD va psevdo-RBD o'rtasidagi o'zaro ta'sir RNKning uchinchi tuzilmalarini 
tanlaydi, RNP yig'ilishiga ta'sir qiladi va maqsadning o'ziga xosligini belgilaydi. 
T-hujayra hujayra ichidagi antigen-1 (TIA-1) ribonuklein kislotasini (RNK) 
bog'lovchi oqsil bo'lib, u turli xil pre-messenjer ribonuklein kislotasining 
(mRNKdan oldingi) muqobil qo'shilish regulyatsiyasida ishtirok etadi, shu kabi 
kodlangan oqsillarning turli funktsiyalari bilan. Drosophila yoki apoptozda jinsni 
aniqlashda, gomeostazda va odamlarda motor neyronlarining omon qolishida 
bo'lgani kabi . TIA-1 muqobil birlashmadagi rolidan tashqari, atrof-muhit ta'sirida
sitoplazmadagi AU ga boy elementlar (ARE) bilan belgilangan 3' tarjima qilinmagan 
hududlarga bog'lanib, mRNK translatsiyasida vositachilik qilish va bostirishga 

---

23 
qodir. Yaqinda TIA-1 5' terminal oligopirimidin-trakti (5' TOP) RNK bilan 
bog'lanish orqali translatsiya nazoratida ham ishtirok etdi. 
TIA-1 Fas bilan faollashtirilgan serin/treonin kinaz (FAST-K) signal yo'li bilan 
bog'lanib, dasturlashtirilgan hujayra o'limiga vositachilik qiluvchi apoptozni 
rag'batlantiruvchi omil sifatida aniqlangan. TIA-1, dasturlashtirilgan hujayra 
o'limini qo'zg'atuvchi transmembran oqsilini kodlaydigan inson FAS pre-mRNKsini 
birlashtirganda 6-eksonni qo'shishga yordam beradi. FAS 6-eksonini o'tkazib 
yuborish orqali alternativ qo'shilish Fas oqsilining eriydigan anti-apoptotik shakliga 
olib keladi, bu otoimmün reaktsiyalar va tizimli qizil yuguruk bilan bog'liq. TIA-1 
tomonidan splaysni tartibga solish uchun mo'ljallangan pre-mRNKlar 5' ulash 
joylaridan quyi oqimda joylashgan uridinga boy (U ga boy) qisqa cho'zilishlarga 
ega. Ushbu U ga boy RNK motivlari bilan bog'langandan so'ng, TIA-1/RNK 
kompleksi U1 snRNP bilan bog'langan U1C oqsili bilan o'zaro ta'sir qilish orqali U1 
kichik yadroviy ribonukleoprotein (snRNP) tomonidan 5 'splice joyini aniqlashga 
yordam beradi . TIA-1 ning FAST-K tomonidan fosforillanishi FAS 6 eksonini 
kiritish uchun U1 snRNP ni jalb qilishni kuchaytirishi ko'rsatilgan . 
TIA-1 va uning yaqin homologi TIA-1 bilan bog'liq protein, TIAR, insonning 
turli to'qimalarida va hujayra liniyalarida aniq ifoda naqshlariga ega . Ikkala oqsil 
ham hujayralarda keng tarqalgan va o'zlarining pre-mRNKlarini birlashtirishda 
vositachilik qiladi . Insonning ikkita TIA-1 izoformasi, TIA-1a va TIA-1b, xuddi 
shunday sub-hujayra taqsimoti va RNKni bog'lash faolligini ko'rsatadi. TIA-1a 
izoformasi RRM2 dan oldingi 11 aminokislotadan iborat bo'lib, 386 qoldiq oqsilga 
mos keladi. TIA-1b bu qo'shimchaga ega emas va TIA-1a bilan solishtirganda in 
vitro va in vivo bilan solishtirganda kuchaytirilgan qo'shilish stimulyator faolligini 
ko'rsatadi. TIA-1b ning biologik roli oldingi tadqiqotlarda yaxshi tavsiflanganligi 
sababli, ushbu tadqiqot TIA-1b ga qaratilgan bo'lib, bundan buyon TIA-1 deb 
nomlanadi. TIA-1 375 ta aminokislotalarni o'z ichiga oladi va uchta RNKni tanib 
olish motivlaridan (RRM1, RRM2 va RRM3) va glutaminga boy C-terminal 
domenidan (Q-boy domeni) (1A va B-rasm) va turli turlarning ketma-ketligini 
moslashtirishdan iborat. ClustalW2 va ESPript tomonidan solishtiriladi va 

---

24 
tekislanadi. In vitro bog'lanish tadqiqotlari shuni ko'rsatadiki, uchta TIA-1 RRM 
domenlari RNKni bog'lash uchun turli imkoniyatlarga ega (12,17,24-25). Markaziy 
TIA-1-RRM2 mRNKdan oldingi maqsadlarga eng yuqori bog'lanish yaqinligini 
namoyish etadi, ammo RNKning ulanishi RRM3 mavjudligi bilan yanada 
kuchayadi. Yaqinda o'tkazilgan tadqiqot RRM3 ning N-terminal kengaytmasida 
histidin qoldig'ini o'z ichiga olgan AU ga boy RNKlar bilan bog'lanishning 
potentsial pH ga bog'liq regulyatsiyasini taklif qildi . Bundan farqli o'laroq, TIA-1-
RRM1 Q-ga boy domenga protein-oqsil o'zaro ta'siri orqali U1 snRNP bilan 
bog'langan U1C proteinini jalb qilishda yordam beradi . 
Hozirgi hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, butun inson genomining taxminan 
10% RNK-bog'lovchi oqsillarni (RBP) kodlaydi (Hentze va boshq., 2018). RBPlar 
transkripsiya, qo'shilish, poliadenilatsiya, lokalizatsiya, stabilizatsiya, degradatsiya, 
shuningdek, tarjimadagi rollari orqali oqsil sintezini o'z ichiga olgan barcha 
darajalarda gen ifodasini tartibga solish uchun kodlovchi va kodlanmaydigan 
RNKlar bilan o'zaro ta'sir qiladi (Cech va Steitz, 2014; Gerstberger va boshqalar. ., 
2014; Hentze va boshqalar, 2018; Singh va boshqalar, 2015). Shunday qilib, 
RBPlarning disregulyatsiyasi yoki mutatsiyasi hujayra hayotiyligi va funktsiyasiga 
ta'sir qiladi va saraton (Pereira va boshq., 2017) va neyrodegeneratsiya (Konlon va 
Manley, 2017) kabi kasalliklar bilan bog'liq. 
RBPlar o'zlarining maqsadli RNKlarini jalb qilish uchun RNK-bog'lovchi 
domenlardan (RBD) foydalanadilar. Ko'pgina RBPlar bir nechta RBDni o'z ichiga 
oladi, buning natijasida turli xil domen sinflarining kombinatsiyaviy xilma-xilligi va 
maqsadli RNK ketma-ketligini bog'lashning turli xil arxitekturalari va usullari 
mavjud. Ko'pgina hollarda bu domenlar moslashuvchan bog'lovchi hududlar bilan 
ajratiladi (Afroz va boshq., 2015; Gerstberger va boshq., 2014). RBPlarning modulli 
arxitekturasi va RBDlarning aniq fazoviy joylashuvi maqsadli RNK ulanishining 
o'ziga xosligi uchun juda muhim deb hisoblanadi. Umuman olganda, ko'pgina 
RBDlar faqat uch-beshta qo'shni RNK asoslarini sig'dira oladi, ulardan maqsadni 
murakkab hujayrali muhitda transkriptoma ichidagi maqsadli bo'lmagan RNKlardan 
ajratish uchun ishlatib bo'lmaydi. Shu sababli, bir yoki bir nechta RBP ichidagi bir 

---

25 
nechta RBDlarning tarkibi va arxitekturasi o'ziga xoslikni ta'minlash uchun talab 
qilinadi (Auweter va boshq., 2006; Hennig va Sattler, 2015; Hennig va boshq., 
2014a, 2014b). Yillar davomida RBP / RNKni bog'lashning o'ziga xosligini 
belgilaydigan strukturaviy xususiyatlarni o'rganish uchun bir qator harakatlar 
amalga oshirildi (Cléry and Allain, 2011). Ushbu sa'y-harakatlar bizning yagona 
RBD-larning maqsadli ketma-ketliklarini qanday jalb qilishini tushunishimizni 
oshirdi va ba'zi hollarda tanib olish jarayonida ko'p domenli kelishuvlarning roli 
haqida tushunchalarni taklif qildi. Bundan tashqari, in vitro va in vivo RBP / RNK 
bilan bog'langan landshaftni xaritalash bo'yicha urinishlar endi RBDlarning domen 
chegaralaridan tashqaridagi protein xususiyatlari o'ziga xoslikni yo'naltirishda 
muhim rol o'ynashini ta'kidladi (Sasse va boshq., 2018). Bundan tashqari, biz 
maqsadli RNKni tanib olishda maqsadning o'ziga bog'liq bo'lgan murakkab 
bog'lanish usullari qo'llanilishini, masalan, RNKning ikkilamchi va uchinchi darajali 
tuzilmalari, ikki tomonlama motivlarning mavjudligi va tarqalishi va yonbosh 
nukleotidlarning tabiati (Dominguez va boshq., 2018) . Shu bilan birga, bir nechta 
RBD o'zlarining bir-biriga bog'langan bir qatorli RNK (ssRNA) ketma-ketligini 
qanday qilib tan olishi haqida batafsil mexanik ko'rinish asosan etishmayapti. 
RBP / ssRNK o'zaro ta'sirini strukturaviy tavsiflashdagi asosiy to'siq 
RBPlarning ko'p domenli va to'liq uzunlikdagi konstruktsiyalarini ifodalash va 
tozalash, shuningdek kristallanish yoki krio-elektron mikroskopiya (kriyo-EM) 
uchun yuqori sifatli namunalarni yaratishdagi texnik qiyinchiliklardan kelib chiqadi. 
tahlil. Ribosomalar (Bieri va boshq., 2018; Voorhees va Ramakrishnan, 2013) va 
spliceosomalar (Wan va boshq., 2019; Uilkinson va boshq., 2018). Bunday hollarda 
izolyatsiya va strukturaviy tavsifga mos keladigan barqaror yig'ilishni yaratish 
uchun ishtirok etishi kerak bo'lgan muhim tarkibiy qismlarni aniqlash bo'yicha yillar 
davomida olib borilgan yutuq ishlari hal qiluvchi rol o'ynadi. Shuning uchun, ushbu 
misollarda ko'rinib turganidek, interaktomani aniqlash batafsil strukturaviy va 
mexanik tadqiqotlarni amalga oshirishga qaratilgan kuchli strategiya bo'lishi 
mumkin. 

---

26 
Biroq, RBP larning katta qismi, ayniqsa uzoq kodlanmagan RNKlar (lncRNAs) 
bilan o'zaro ta'sir qiluvchilar, strukturaviy xarakteristikaga juda qattiq qarshilik 
ko'rsatmoqda. Ushbu hisobot taqdim etilgan paytdan boshlab, lncRNA bilan bog'liq 
strukturaviy ma'lumotlar, jumladan, Protein ma'lumotlari bankida ma'lum bo'lgan 
RBD va RBPlar, lncRNA bilan bog'liq bo'lgan ma'lumotlar soni cheklangan edi 
(ko'proq RNK va oqsil/RNK komplekslari 20 dan kam). 160 000 dan ortiq tuzilmalar 
haqida xabar berilgan). Bu erda biz N-Rasning yuqori oqimi (Unr), bir nechta RBDli 
RBP va modulli RBDlarning maqsadli RNKlarga nisbatan ketma-ketlik o'ziga 
xosligini tushunish uchun namunaviy tizim bo'yicha keng qamrovli va tizimli 
tadqiqotimiz natijalarini taqdim etish orqali ushbu muammoni hal qilamiz. 
Drosophila'da, Unr (dUnr) dozani qoplash vaqtida jinsga xos rollarni bajaradi. 
Urg'ochi chivinlarda dUnr, Sex-lethal (Sxl) bilan birgalikda dozani qoplash 
kompleksining (DCC) tezlikni cheklovchi komponenti bo'lgan Erkaklarga xos 
o'ldiradigan 2 (Msl2) ning tarjimasini bostiradi (Abaza va Gebauer, 2008; Abaza va 
boshqalar. ., 2006; Duncan va boshq., 2006), holbuki, erkak chivinlarda dUnr 
qarama-qarshi rolga ega va Erkaksiz (Mle) RNK helikazasi bilan birgalikda lncRNA 
roX2 (X 2 da RNK) ni qayta qurish uchun RNK shaperoni sifatida ishlaydi), bu DCC 
yig'ilishiga yordam beradi (Militti va boshqalar, 2014). Inson ortologi Unr/CSDE1 
bir qancha hujayra jarayonlari, jumladan, hujayra migratsiyasi, differentsiatsiyasi va 
apoptoz bilan bog'liq bo'lib, u asosan hujayra o'zgarishini ta'minlaydi.
maqsadli 
mRNKlarning tarjimasi va barqarorligini tartibga solish uchun sitoplazmatik RBP 
(Boussadia va boshq., 2003; Dormoy-Raclet va boshq., 2005). Transkripsiyadan 
keyingi tartibga solishdagi muhim rolini tasdiqlovchi Unr/CSDE1 kasalliklar, 
jumladan Diamond-Blackfan anemiyasi, autizm va saraton rivojlanishi bilan bog'liq 
(Fishbein va boshq., 2017; Guo va boshq., 2019; Horos va fon Lindern). , 2012; 
Sanders va boshqalar, 2012; Wurth va boshqalar, 2016; Xia va boshqalar, 2014). 
Oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, 1039 aminokislota (aa) uzunlikdagi 
protein bo'lgan Unr maqsadli RNKlarni jalb qilish uchun oqsillar ketma-ketligi 
bo'ylab teng ravishda taqsimlangan beshta sovuq zarba domenini (CSDs) ishlatadi 
(Jacquemin-Sablon va boshq., 1994). ). Ushbu modelda CSDlar butun proteinning 

---

27 
taxminan 31% ni tashkil qiladi, bu esa oqsilning qolgan qismi tuzilmagan degan 
fikrga olib keladi. Oldingi tizimli tahlillar birinchi CSD ga qaratilgan (Hennig va 
boshq., 2014a). Ish ushbu mintaqaning dastlabki ko'rinishini taqdim etgan bo'lsa-da, 
maqsadli o'ziga xoslik bilan bog'liq savollar, ayniqsa to'liq uzunlikdagi protein 
kontekstida, izolyatsiya qilingan CSDlar nisbatan nopok RNK bog'lovchilari 
ekanligini kuzatishdan tashqari ko'rib chiqilmadi (Graumann va boshq., 1997; Jiang 
va boshq, 1997; Kljashtorny va boshq, 2015; Sachs va boshq., 2012; Yang va boshq., 
2019a, 2019b; Zou va boshq., 2020) va Unrning maqsadli o'ziga xosligi to'liq 
metrajda oshishi mumkin. Unr yoki boshqa RBPlar bilan hamkorlikda bog'lanish 
paytida (Hennig va boshq., 2014a). 
Ushbu tadqiqotda biz Unr ning strukturaviy va RNK bilan bog'lanish 
xususiyatlarini o'rganish uchun bir qator biokimyoviy, strukturaviy, hujayraga 
asoslangan, RIP-seq (RNK immunoprecipitatsiyasi va keyingi avlod sekvensiyasi) 
va proteomik yondashuvlardan foydalanamiz. Bizning ko'p qirrali yondashuvimiz 
kutilmagan kashfiyotga olib keldi, Unr to'rtta qo'shimcha CSD o'z ichiga oladi. 
Ushbu CSDlar ilgari aniqlangan beshta CSD bilan yuqori tizimli o'xshashlikni 
namoyish etadi. Biroq, biz ular RNKni to'g'ridan-to'g'ri bog'lamasligini, aksincha, 
iskala rolini o'ynashini va oqsilni barqarorlashtiradigan va Unr interaktomidagi 
RNK va boshqa bog'lovchi sheriklar bilan o'zaro ta'sirlarni barqarorlashtiradigan 
interdomen aloqalarini o'rnatishini ko'rsatamiz. Shunday qilib, ushbu kanonik 
bo'lmagan CSD'lar (ncCSD'lar) RBD / RNKni tanib olishda yangi paradigmani 
ifodalaydi, bunda tuzilgan psevdo-RBD va domenlararo o'zaro ta'sirlar RNP maqsad 
o'ziga xosligiga ta'sir qiladi. 
Unr yangi ncCSD-larni o'z ichiga oladi dUnr strukturasini aniqlash uchun biz 
dastlab “boʻl va zabt et” yondashuvidan foydalandik va ifoda va eruvchanlik 
chegaralari turlicha boʻlgan 117 ta konstruksiyani sinovdan oʻtkazdik (jadval S1). 
Chegaralar JPred4 (Drozdetskiy va boshq., 2015) yordamida ikkilamchi tuzilma 
prognozlariga asoslanib, bashorat qilingan CSD (1A-rasm) va N- va C-terminal 
kengaytmalarini qamrab olish uchun tanlangan. Ajablanarlisi shundaki, ko'pchilik 
eruvchan konstruktsiyalar prognoz qilingan CSD chegaralaridan tashqarida 

---

28 
qo'shimcha hududlarni o'z ichiga oladi va 1H,15N-HSQC NMR spektrlariga 
asoslangan tuzilgan domenlarning xususiyatlarini namoyish etdi (S1A-rasm). Biz 
to'rt xil konstruksiyaning kristall va/yoki NMR tuzilmalarini hal qildik (1B va S1B–
S1D-rasmlar; S2 va S3 jadvallari; PDB: 6Y6M, 6Y6E, 6Y4H va 6Y96), bu mavjud 
bo'lganlar orasida qo'shimcha CSD mavjudligini aniq ko'rsatdi. allaqachon 
aniqlangan (1B-rasm; S1E–S1G rasmlari). Ushbu qo'shimcha CSD'lar boshqa 
CSD'larga tizimli ravishda juda homologdir (S1E-S1G rasmlari, o'rtacha kvadrat 
og'ishlari [RMSDs] 0,7 va 2,5 Å orasida) va b-barrelni tashkil etuvchi besh 
antiparallel b-varaqning odatiy joylashuvini ko'rsatdi. Biroq, bu qo'shimcha 
domenlarda saqlanib qolgan RNK-bog'lovchi kanonik qoldiqlar (FGF va (F/Y)FH; 
1C-rasm) yo'q, ular kanonik CSD tuzilmalarida barrelning tashqi tomoniga ishora 
qilgani aniqlandi (S1G-rasm). Yana bir o'ziga xos xususiyat - bu protein-oqsil o'zaro 
ta'sir platformasi bo'lishi mumkin bo'lgan b1 va b2 (1C va S1E-rasmlar) o'rtasidagi 
kengaytirilgan halqa. Ushbu farqlarga asoslanib, biz ushbu yangi kashf etilgan 
domenlarni ncCSDs deb nomlaymiz va mavjud Unr modelini dastlab izohlangan 
beshta CSD (hozirda 1 raqamlangan) orasiga qo'shimcha to'rtta ncCSD (bu erda 2, 
4, 6 va 8 raqamlari) kiritish uchun qayta ko'rib chiqamiz. 3, 5, 7 va 9)