小核核糖核蛋白,U1 子单元,70-KD; SNRNP70
SNRP70
RNA、U1 小核、相关蛋白;U1RNP;U1AP
核糖核蛋白 U1,小核;RPU1
核糖核蛋白 U1,小核,70-KD;U170K
RNP 抗原
HGNC 批准的基因符号:SNRNP70
细胞遗传学位置:19q13.33 基因组坐标(GRCh38):19:49,085,451-49,108,604(来自 NCBI)
▼ 克隆与表达
导致从前 mRNA 中去除干扰序列以产生成熟 mRNA 的一系列反应发生在称为剪接体的复合物中。剪接体含有几个小的核糖核蛋白复合物(snRNP)。其中之一,U1 snRNP,包含至少 3 种特定蛋白质。斯普里茨等人(1987) 分离出对应于最大的 U1-snRNP 蛋白的 cDNA,他们将其称为 U1-70K。他们认为实际大小可能是 52 kD。该蛋白含有 3 个与已知核酸结合蛋白相似的区域,并在体外测定中结合 RNA。由于选择性剪接,可能存在多种形式,可能在体内具有不同的功能。人类 U1-70K snRNP 蛋白是自身免疫性疾病患者的抗(U1)RNP 血清识别的主要抗原。
Montzka 和 Steitz(1988) 证明了人类 snRNP 的额外复杂性,并指出至少有 12 个 snRNP。
▼ 基因功能
Du 和 Rosbash(2002) 证明,缺少 snRNA 5 素末端的 U1 snRNP 保留了 5 素剪接位点序列特异性。他们还表明,重组酵母 U1C 蛋白(一种 U1 snRNP 蛋白)选择类似 5 素剪接位点的序列,其中前 4 个核苷酸 GUAU 与酵母 5 素剪接位点共有序列的前 4 个核苷酸相同。Du 和 Rosbash(2002) 提出 U1C 5-prime 剪接位点相互作用先于 pre-mRNA/U1 snRNA 碱基配对,并且是剪接途径中的最早步骤。
凯达等人(2010) 使用 U1 snRNA 的反义吗啉寡核苷酸在 HeLa 细胞中实现功能性 U1 snRNP 敲低,并通过基因组平铺微阵列鉴定了累积的未剪接前 mRNA。除了抑制剪接之外,U1 snRNP 敲低还会导致许多前 mRNA 在隐秘的聚腺苷酸化信号处发生过早裂解和聚腺苷酸化,通常发生在转录本起始处附近(小于 5 kb)的内含子中。当用 U2 snRNA(180690) 反义吗啉寡核苷酸或 U2-snRNP 失活药物 spliceostatin A 抑制剪接时,不会发生这种情况,除非还包括 U1 反义吗啉寡核苷酸。凯达等人(2010) 进一步表明,U1 snRNA-pre-mRNA 碱基配对是抑制内含子附近隐秘聚腺苷酸化信号的过早裂解和聚腺苷酸化所必需的。凯达等人(2010) 得出的结论是,他们的发现揭示了 U1 snRNP 在保护转录组方面的关键的孤立于剪接的功能,他们提出这解释了转录组的过量,估计每个人类细胞的拷贝数为 10(6) 个分子。
Yin 等人在小鼠和人类细胞中使用了一种随机、诱变耦合、高通量的方法,称为“通过测序进行亚细胞定位的 RNA 元件”(mutREL-seq)(2020) 鉴定了一个可识别 U1 snRNP 的 RNA 基序,并且对于报告 RNA 定位到染色质至关重要。在整个基因组中,染色质结合的长非编码 RNA(lncRNA) 富含 5-prime 剪接位点并耗尽 3-prime 剪接位点,并且与细胞质定位的 mRNA 相比,表现出高水平的 U1 snRNA 结合。急性消耗 U1 snRNA 或 U1 snRNP 成分 SNRNP70 显着减少了数百个 lncRNA 和不稳定转录物的染色质关联,而不会改变细胞中的总体转录率。SNRNP70 的快速降解减少了新生和多腺苷酸化 lncRNA 转录本在染色质上的定位,并破坏了 lncRNA Malat1 的核和全基因组定位(607924)。此外,U1 snRNP 与转录参与的 RNA 聚合酶 II 相互作用(参见 180660)。作者得出结论,U1 snRNP 广泛发挥作用,以转录依赖性方式将 lncRNA 束缚和动员到染色质。
▼ 基因结构
斯普里茨等人(1990)报道SNRP70基因大于44kb,有11个外显子。内利森等人(1991) 得出结论,SNRP70 基因以单拷贝形式存在,由 6 个外显子组成,长度为 14 至 16 kb。
▼ 生化特征
晶体结构
Pomeranz Krummel 等人以 5.5 埃分辨率绘制了 U1 snRNP 功能核心的电子密度图(2009) 构建 RNA,并结合单个蛋白质的位点特异性标记,放置 7 个 Sm 蛋白 SNRPD1(601063);SNRPD2(601061);SNRPD3(601062);国家自然保护基金(603541);SNRPE(128260);SNRPG(603542);和 SNRPB(182282) 以及 U1C(SNRPC; 603522) 和 U170K 进入地图。波慕兰·克鲁梅尔等人(2009) 提出了剪接体 snRNP 的详细结构,揭示了子单元之间复杂相互作用的分层网络。一个显着的特征是U170K的氨基末端多肽,它从其RNA结合域延伸80埃的距离,包裹着由7个Sm蛋白组成的核心域,最后接触U1C,这对于5-prime至关重要-剪接位点识别。波慕兰·克鲁梅尔等人(2009) 得出结论,U1 snRNP 的结构提供了对 U1 snRNP 组装的见解,并提出了 5-prime-splice-site 识别的可能机制。
冷冻电子显微镜
查伦顿等人(2019) 报道了在 U1 snRNP 解离前以 3.3 埃核心分辨率捕获的人类前 B 剪接体复合物和以 2.9 埃分辨率捕获的人类 U4/U6.U5 tri-snRNP 的冷冻电镜结构。U1 snRNP 将 5 引物剪接位点 -U1 snRNA 螺旋插入 Prp28 DEAD 框解旋酶(DDX23; 612172) 的 2 个 RecA 结构域之间。Prp28 RecA 结构域的 ATP 依赖性闭合释放 5-prime 剪接位点,与附近呈现为移动环的 U6 ACAGAGA 框序列配对。这些结构表明,5-prime 剪接位点-ACAGAGA 螺旋的形成触发了复杂的蛋白质-RNA 网络的重塑,从而诱导 Brr2 解旋酶重新定位到 U4 snRNA 中的加载序列,使 Brr2 能够解开 U4/U6 snRNA 双链体,从而允许 U6 snRNA形成剪接体的催化中心。
▼ 测绘
通过使用 cDNA 克隆和体细胞杂交的研究,Barton 等人(1987) 证明编码该蛋白的基因位于染色体 19 上。另见 Spritz 等人(1987)。
斯普里茨等人(1990) 通过结合体细胞杂交 DNA 的 Southern 分析和原位杂交,将 SNRP70 基因定位到 19q13.3。内利森等人(1991) 同样将该基因定位到 19q。