The catalytic mechanism of the RNA methyltransferase METTL3

机制(生物学) 核糖核酸 甲基转移酶 细胞生物学 化学 生物 遗传学 物理 DNA 基因 甲基化 量子力学
作者
Ivan Corbeski,Pablo Andrés Vargas-Rosales,R.K. Bedi,Jiahua Deng,Dylan Coelho,Emmanuelle Braud,Laura Iannazzo,Yaozong Li,Danzhi Huang,Mélanie Ethève‐Quelquejeu,Qiang Cui,Amedeo Caflisch
出处
期刊:eLife [eLife Sciences Publications Ltd]
卷期号:12
标识
DOI:10.7554/elife.92537.3
摘要

The complex of methyltransferase-like proteins 3 and 14 (METTL3-14) is the major enzyme that deposits N 6 -methyladenosine (m 6 A) modifications on messenger RNA (mRNA) in humans. METTL3-14 plays key roles in various biological processes through its methyltransferase (MTase) activity. However, little is known about its substrate recognition and methyl transfer mechanism from its cofactor and methyl donor S -adenosylmethionine (SAM). Here, we study the MTase mechanism of METTL3-14 by a combined experimental and multiscale simulation approach using bisubstrate analogues (BAs), conjugates of a SAM-like moiety connected to the N 6 -atom of adenosine. Molecular dynamics simulations based on crystal structures of METTL3-14 with BAs suggest that the Y406 side chain of METTL3 is involved in the recruitment of adenosine and release of m 6 A. A crystal structure with a BA representing the transition state of methyl transfer shows a direct involvement of the METTL3 side chains E481 and K513 in adenosine binding which is supported by mutational analysis. Quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) free energy calculations indicate that methyl transfer occurs without prior deprotonation of adenosine-N 6 . Furthermore, the QM/MM calculations provide further support for the role of electrostatic contributions of E481 and K513 to catalysis. The multidisciplinary approach used here sheds light on the (co)substrate binding mechanism, catalytic step, and (co)product release, and suggests that the latter step is rate-limiting for METTL3. The atomistic information on the substrate binding and methyl transfer reaction of METTL3 can be useful for understanding the mechanisms of other RNA MTases and for the design of transition state analogues as their inhibitors.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Lucky完成签到,获得积分10
刚刚
小栾发布了新的文献求助10
刚刚
LuxuryLuo发布了新的文献求助30
1秒前
丘比特应助jesieniu采纳,获得30
2秒前
125698完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
科研通AI2S应助huhdcid采纳,获得20
3秒前
Jasper应助DZ采纳,获得60
3秒前
隆咚锵发布了新的文献求助10
3秒前
aw完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
君兮完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
fengha应助酷酷的博采纳,获得10
5秒前
qinxue发布了新的文献求助10
6秒前
晚风完成签到 ,获得积分10
6秒前
完美世界应助自觉的元芹采纳,获得30
6秒前
单纯海蓝完成签到,获得积分10
6秒前
英姑应助aibing采纳,获得10
6秒前
重要的炳完成签到 ,获得积分10
7秒前
holy发布了新的文献求助10
7秒前
希望天下0贩的0应助ritaliu采纳,获得10
8秒前
超级的一斩完成签到,获得积分10
8秒前
李嘉图完成签到,获得积分10
8秒前
ningmeng完成签到,获得积分20
8秒前
爇琴燔鹤完成签到 ,获得积分10
9秒前
JamesPei应助kejinyang采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
ding应助LuxuryLuo采纳,获得10
10秒前
ycliu发布了新的文献求助10
10秒前
mjd完成签到,获得积分20
10秒前
新晋老板完成签到,获得积分10
12秒前
小蘑菇应助开心的耳机采纳,获得10
12秒前
12秒前
holy完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
知性的乌龟完成签到,获得积分10
13秒前
李健应助qinxue采纳,获得10
13秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7154546
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8799471
关于积分的说明 18596190
捐赠科研通 6754465
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3160922
关于科研通互助平台的介绍 2294889
邀请新用户注册赠送积分活动 2135578