[Nov 29, 2013] 이종봉 교수 연구실 - Poly(A) RNA and Paip2 act as allosteric regulators of poly(A)-binding protein

10 nm 이내의 거리변화를 탐지할 수 있는 방법인 single-molecule Förster Resonance Energy Transfer (FRET)를 이용하여, mRNA에서 단백질을 만드는 과정에 중요한 역할을 수행하는Poly(A) Binding Protein (PABP)의 특이적인 구조를 규명하였다. X-ray결정학 방법으로 규명된 RNA에 결합한 PABP단백질의 부분적인 구조는 직선 모양이다. 본 연구에서 전체 길이의 PABP의 구조가 예상과 달리 RNA 결합시 매우 안정한 구부러진 모양으로 변화됨을 알아 내었다. Paip2단백질과의 상호작용을 통하여 PABP의 구부러진 구조는 다른 단백질과의 상호작용에서 중요한 역할을 수행할 수 있음을 제안하였다. 또한 이 구부러진 구조는 여러개의 PABP가 RNA에 결합할 때 발생하는 topology 문제를 해결할 수 있는 실마리를 제공하였다. 

Poly(A) Binding Protein (PABP) discovered in 1973 is the major protein associated with poly(A) entailing most of eukaryotic mRNAs. Even though a partial structure of PABP bound to poly(A) has been revealed by a X-crystallographic study, the configuration of full–length of PABP remains unknown. Using single-molecule FRET, we found that PABP undergoes a conformational change upon binding to poly(A) from a  conformation in the absence of poly(A). The configuration of PABP bound to poly(A) is topologically important because each RRM and C-terminal domain of PABP interacts with various proteins that are spatially distributed on mRNA. Needless to say, the mechanism of how Paip2 disrupts PABP bound to poly(A) is also unknown. We revealed the conformation of human PABP and the dynamical interaction between PABP and Paip2. The bent conformation plays a critical role of interaction with Paip2. Our observations have both refined previous concepts and discovered important new aspects of PABP function(s).