课题组硕士研究生李晓嘉以及广州大学本科生李康杰为共同第一作者的文章以“Structure Characterization of Escherichia coli Pseudouridine Kinase PsuK”为题在Frontiers in Microbiology上发表，吴柏星为论文通讯作者。
假尿嘧啶RNA修饰(Pseudouridine, Ψ)是生物当中最多修饰之一，能够调节RNA功能的各个方面，但是长久以来对于Pseudouridine的代谢途径关注较少，其具体代谢途径未知。Preumont, A. 等在2008年首次发现大肠杆菌中存在着两个酶能够分别催化pseudouridine到pseudouridine 5’-phosphate (ΨMP)，随后再将其进一步催化分解为uracil和ribose 5’-phosphate，从而实现假尿嘧啶修饰的碱基周转，催化这两个步骤的酶分别被命名为假尿嘧啶核苷激酶PsuK (pseudouridine kinase)以及假尿嘧啶单磷酸糖苷酶PsuG (pseudouridine monophosphate glycosylase)。2020年Chen, M.等在拟南芥中鉴定了真核生物当中存在着PsuK以及PsuG的同源蛋白，能够发挥相同的作用，并且证明了如果PsuK丧失功能后所积累的假尿嘧啶核苷将会对植物生长造成危害。
我们通过结构生物学，结合生物化学手段解析了PsuK蛋白自身的结构，证明了PsuK蛋白是以同源二聚体形式存在，并进一步解析了两套复合物结构，分别阐明了PsuK蛋白识别并催化Ψ的分子机制，同时捕捉到了PsuK蛋白结合N1-methyl-pseudouridine (m1Ψ)的复合物结构。我们深入分析了PsuK蛋白与拟南芥当中同源蛋白的结构异同，虽然在进化过程中序列保守型不到20%，但是大肠杆菌与拟南芥中的假尿嘧啶核苷激酶使用相同的机制对底物进行催化。
有趣的是在细菌、古菌、酵母甚至植物当中都存在这一激酶，但是在哺乳动物当中并不存在这一套假尿嘧啶修饰的代谢酶，并且在诸如斑马鱼等物种当中，PsuK和PsuG是以PsuG-PsuK存在与同一条蛋白链上，因此我们将其命名为PsuKG。我们深入基于结构比对分析发现，除了果蝇当中的PsuKG之外，其他选取的模式物种，在机制上与大肠杆菌的PsuK高度保守。但是之前的研究证明PsuG结构是以三聚体形式存在，而PsuK是以二聚体形式存在，当这二者串联在同一条多肽链当中时具体的结构是如何的，并且具体的催化偶联机制是什么仍然未知，未来需要更多的探索。
本项目得到了国家自然科学基金资助(31900435)以及广东省科技厅的资助(2020B1212060018， 2020B1212030004)