以光鉗技術探討核醣體蛋白bS1的核酸解旋機制

Abstract

核醣體蛋白bS1是大腸桿菌的核醣體中最大的組成蛋白，由6個同源OB摺疊結構域（D1~D6）組成。兩個N端結構域（D1-D2）停靠在30S次單元上，其餘四個結構域（D3-D6）將與核醣體結合位點 (RBS) 的上游結合並解開由 5'UTR 結構形成的二級結構。當二級結構打開時，30S 次單元可以與 RBS 結合進行轉譯。 基於這個前提，我們想了解bS1蛋白對特定RNA結構的影響及其解旋的方向性，進而推導出S1的實際解旋機制。我們首先設計了源自大腸桿菌rpsO基因的5’端未轉譯區域 (RPSOutr) 的三個 RNA 結構作為實驗主體，然後我們將不同濃度的 S1 蛋白加入反應，然後用光鉗進行實驗，研究 bS1 蛋白對RNA二級結構的穩定性和動力學，之後則將bS1改換成30S，希望能進一步了解bS1在30S與mRNA兩者之間所扮演的角色。 我們發現bS1的存在可以幫助打開RNA的結構，並且解開結構所需要的力減少的趨勢與bS1的濃度呈正相關。另外，bS1可能因著結合RNA時的結構域(domain)不同，而對結合位上游的結構造成影響。在加入30S的實驗中，我們也同樣看到30S的存在可以幫助結構的打開，並比單純bS1存在時穩定。在未來的實驗中，我們希望利用缺乏特定domain的bS1突變體縮減來分析bS1蛋白與RNA的動態相互作用，以更進一步了解bS1蛋白的RNA解旋機制。