大肠杆菌RsmF的活性依赖于16S rRNA第44螺旋的预先修饰

细菌核糖体RNA（rRNA）的甲基化修饰对于翻译的准确性至关重要。由RsmE、RsmF以及RsmH/RsmI催化引入的四种不同修饰，在30S亚基解码中心周围形成了一个由3个经修饰的16S rRNA核苷酸组成的簇（m3U1498、m5C1407和m4Cm1402）。鉴于这些酶具有共同的底物需求，即处于晚期阶段的30S亚基装配中间体，因此它们很可能在亚基生物发生过程中同时发挥作用；然而，是否存在必需的修饰先后顺序仍不清楚。在本研究中，我们利用从一系列缺失rsmH/I/E/F的大肠杆菌菌株中获得的低甲基化30S亚基，鉴定出RsmF的活性在体外和大肠杆菌体内均高度依赖于h44的先前修饰。对低甲基化30S亚基进行RsmE和RsmH介导的体外预先甲基化后，RsmF活性可得到部分恢复，这表明这些甲基的引入直接塑造了h44，使其能够被RsmF识别。 采用SHAPE-MaP的RNA结构探测以及分子动力学模拟表明，在缺失m4C1402（RsmH）和m3U1498（RsmE）修饰时，16S rRNA的结构和动力学会发生特异性改变，而这很可能限制了RsmF的作用。因此，这些研究揭示了16S rRNA在核糖体生物发生过程中一种此前未被认识到的修饰“操作顺序”，这对于研究这些修饰的集体功能具有重要意义。

细菌核糖体RNA（rRNA）的甲基化对于翻译的准确性至关重要。由RsmE、RsmF以及RsmH/RsmI催化引入的四种不同甲基化修饰，在30S亚基解码中心周围形成了一个由三个经修饰的16S rRNA核苷酸组成的簇（m3U1498、m5C1407和m4Cm1402）。鉴于这些酶都以30S亚基生物发生后期阶段的中间体为共同底物，它们很可能在亚基生物发生过程中同时发挥作用，但是否存在必需的修饰先后顺序尚不清楚。

在本研究中，我们利用从一系列rsmH/I/E/F缺失的大肠杆菌菌株中获得的低甲基化30S亚基，发现RsmF的活性在体外和大肠杆菌体内都高度依赖于h44的先前修饰。通过先使用RsmE和RsmH在体外进行甲基化，低甲基化30S亚基上的RsmF活性可得到部分恢复，这表明这些甲基基团的引入可直接塑造h44，使其能够被RsmF识别。利用SHAPE-MaP进行RNA结构探测以及分子动力学模拟表明，在缺失m4C1402（RsmH）和m3U1498（RsmE）修饰时，16S rRNA的结构和动力学会发生特异性改变，而这些改变很可能限制RsmF的作用。

因此，这些研究揭示了16S rRNA在核糖体生物发生过程中一种此前未被充分认识的修饰“操作顺序”，这对于研究这些修饰的整体功能具有重要意义。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.05.736617v1?rss=1

🏷️ 16S rRNA修饰 核糖体生物发生 RsmF甲基转移酶 大肠杆菌 修饰顺序 SHAPE-MaP