Argonaute蛋白结构与功能VIP专享

RNA 干扰以及所有由小 RNA 分子介导的基因表达沉默机制都有一个共同的特点，那就是会有一个负责沉默作用的小 RNA 分子（在本文中我们称这个分子为向导链）与Argonaute 家族蛋白发生相互作用。这种 RNA-Argonaute 蛋白复合体就构成了 RISC复合体里最基本的，也是最为核心的效应元件。在 RISC 复合体中，小 RNA 分子起到这样的作用：通过碱基互补配对原则，以序列特异性的方式引导 Argonaute 蛋白与靶标分子结合。mRNA 的这些靶标分子被 Argonaute 蛋白识别之后会被切割或者抑制翻译，最终被细胞降解。 Argonaute 蛋白在进化过程中演变出了各种亚科蛋白。这些亚科蛋白可以识别各种不同类型的小 RNA 分子，从而在各种小 RNA 沉默途径中发挥作用。siRNA 和miRNA 都能与 Argonaute 亚科蛋白 AGO 蛋白结合，但是 piRNA 则与 Argonaute 亚科蛋白 PIWI蛋白结合。在经典的由 siRNA 分子介导的 RNAi 途径中，Argonaute 蛋白可以用内切核酸酶活性来沉默 mRNA 靶分子，这种过程被称作切割。在生殖细胞中，面对各种外来的遗传物质，Argonaute 亚科蛋白 PIWI 蛋白在 piRNA 介导的 RNA 沉默途径中，利用的也是切割机制。在进行切割反应时，目标 RNA 分子主要在磷酸基团处被切割，该处主要是对应向导链 5’端开始第10 和第11 位碱基处磷酸基团处的位点。只有向导链和靶标链在切割位点处互补情况非常好，切割反应才能发挥作用。Argonaute 蛋白也可以不依赖切割反应来达到沉默 RNA 的目的。在动物细胞的 miRNA 沉默途径中，Argonaute 蛋白可以通过抑制目的 mRNA 翻译的办法，以及诱导目的 mRNA 发生脱腺苷化作用（deadenylation）后降解的方法来达到基因沉默的作用。不过，有关miRNA介导基因沉默的精细机制我们现在还不是非常清楚。 作为小 RNA 介导基因沉默途径里的效应分子，Argonaute 蛋白必须要能够在与 siRNA 双链或 miRNA-miRNA*双链分子结合时准确识别出小 RNA 向导链并与之结合，剔除掉没有功能的随从链和miRNA*链，然后依照向导链的指引发现目的 RNA（背景知识框1）。在需要RNA 切割机制参与的沉默途径中，Argonaute 蛋白会被多次循环利用。在 Argonaute 蛋白循环识别靶标分子，进行切割反应，释放出产物的过程当中，向导链继续与 Argonaute 蛋白结合，不会脱离。在多细胞动物miRNA 的沉默途径里切割机制是通过一种不需要“切割机” 的形式（slicer-independent manner...