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真核生物的基因表达调控涉及细胞分化、个体发育等重要的生命进程，是后基因组时代的研究热点。基因表达调控主要分为转录水平的调控和转录后mRNA的加工、定位等过程，均与mRNA的翻译密切相关。已知RNA结合蛋白(RBP)在基因表达的转录后调控中扮演极其重要的角色，它们的功能是通过各自的RNA结合结构域(RBD)与底物RNA相结合实现的，对特征性RBD与RNA相互作用的机理进行结构生物学的研究可以加深人们对于RBP参与转录后基因调控机制的了解。本研究主要针对一类具有β-propeller折叠的新型RNA结合蛋白，研究它们识别RNA的结构基础以及在转录后调控中发挥作用的分子机理。 真核生物前体mRNA的剪接过程是转录后加工的重要步骤，主要由剪接体(spliceosome)复合物催化完成。剪接体是由5个小核核糖核蛋白颗粒(smallnuclear ribonucleoprotein，snRNP)和数量众多非snRNP的剪接因子组装而成的。七个Sm蛋白环绕结合于snRNA的Sm位点形成snRNP的核心结构称为snRNPcore。snRNP core在胞质中的组装需要SMN复合物辅助完成。目前研究认为，SMN复合物中Gemin5蛋白主要起识别snRNA的作用。Gemin5的WD40结构域(Gemin5wD40)能直接结合snRNA，但是识别机制还不清楚。WD40结构域作为蛋白与蛋白结合的支架广泛参与多种生命过程而被熟知，而Gemin5wD40与snRNA的相互作用则是首次发现该结构域的RNA识别属性。本研究采用结构生物学的方法解析了Gemin5的WD40结构域与13 nt U4 snRNA复合物的晶体结构，揭示了Gemin5wD40形成并置的两个β-propeller，它们顶端loop区的氨基酸残基是该结构域识别RNA的关键;该结构域识别的RNA序列为5-A0A1U2U3U4U5U6-3，包含Sm site5端一个核苷酸A0及位于Sm site中的A1-U6核苷酸。通过对Gemin5wD40蛋白相关氨基酸残基进行突变并进行体外的生化实验鉴定，证实了两个精氨酸残基与RNA碱基形成的氢键和四个芳香族氨基酸残基参与的碱基堆叠作用对于snRNA的特异性识别至关重要;另外RNA核苷酸碱基突变的EMSA实验也揭示位于Sm site5端的A0对于高效结合的重要性。本研究结果不仅揭示了Gemin5的WD40结构域特异性识别snRNA的分子机制，也为我们更深入地了解真核生物snRNP的装配途径提供了重要的信息。 在果蝇早期胚胎发育中，一些关键基因在胚胎的不同位置表达形成浓度梯度以确定胚胎的前后轴，它们进一步调节其他基因的表达最终促使体节的正常形成。其中间隔基因hunchback(hb)在胚胎前端表达对果蝇头胸部体节的形成起到了关键的作用，而Hb蛋白在胚胎后端的积累会导致腹部体节的缺失，所以抑制hb在胚胎后端的翻译对果蝇体节的正常形成非常重要。Brain tumor(Brat)，Pumilio(Pum)，Nanos(Nos)组成的抑制复合物能结合hb mRNA3UTR，从而抑制hbmRNA的翻译。hb3UTR含有两个Nanos response elements(NREs)，每一个NRE包含两个结合单位BoxA(GUUGU)和BoxB（AUUGUA）。Brat蛋白的NHL结构域(BratNHL)具有与WD40类似的β-propeller结构。最近的研究发现，BratNHL能独立参与hb mRNA的抑制并能直接结合hb NRE，但是这一结构域所结合的RNA序列和结合的特异性还不清楚。本研究解析了BratNHL结构域与8nthb NRE2 RNA复合物的晶体结构，揭示BratNHL结构域顶端loop区的氨基酸残基形成三个特异性的RNA结合口袋，识别hb NRE2 BoxA5端两个uracil及BoxA中1-4位的核苷酸(5-UUGUUG-3)。通过对相关结合位点进行突变并进行体外的生化实验鉴定，证实了这些位点对于BratNHL与hb mRNA结合非常重要。研究结果不仅揭示了Brat的NHL结构域识别hb mRNA的分子机制，也帮助我们理解Brat调控的hb mRNA翻译抑制的过程。