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原核亮氨酰-tRNA合成酶研究进展

2020-04-30 作者:生命科学   |   浏览(111)

原核亮氨酰-tRNA合成酶研究进展 近期,中科院上海生科院生化与细胞所王恩多研究组在《生物化学杂志》上发表了最新研究成果:原核生物中亮氨酰-tRNA合成酶依赖tRNA的转移前编校。氨基酰-tRNA合成酶催化对应氨基酸和tRNA之间的连接反应,生成氨基酰-tRNA为蛋白质的生物合成提供原料。aaRS必需精确地识别其对应的氨基酸,否则将会生成错误的氨基酰-tRNA,使新合成的蛋白质一级结构发生改变,导致细胞病变。为了提高蛋白质生物合成的精确性,某些aaRS进化出编校功能去除在识别氨基酸时发生的错误。2000年和2009年王恩多实验室已证明亮氨酰-tRNA合成酶具有转移后和不依赖tRNA转移前的编校功能。在本项工作中,谭敏,朱斌和周小龙利用点突变和最近开发的LeuRS的小分子抑制剂AN2690,证明了大肠杆菌和超嗜热菌的LeuRS具有依赖tRNA的转移前编校,分析了不同的编校途径在编校过程中发挥的具体作用。研究结果表明,转移前编校和转移后编校协同控制LeuRS的质量控制步骤;但EcLeuRS更偏向转移后编校途径,而AaLeuRS更偏向于转移前编校。研究结果还表明,tRNALeu的3CCA末端结合到CP1编校结构域中是LeuRS依赖tRNA进行转移前编校的先决条件;无论能否执行转移后编校,tRNA处于转移后编校的构象是赋予LeuRS转移前编校能力的必要条件;另外,依赖tRNA的转移前编校途径不受AN2690的抑制。王恩多实验室对LeuRS的编校途径的系统研究表明aaRS在催化反应的每一步都具有检查点去除错误氨基酸,进行质量控制,保证蛋白质生物合成的精确性。该研究得到科技部重大科学研究计划,国家自然科学基金委,上海市科委的资助。特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的来源,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。

研究揭示氨基酸接受末端在蛋白质合成中作用 近日来自中科院上海生科院生化与细胞所的研究人员,在新研究中揭示了tRNA 氨基酸接受末端在蛋白质生物合成及其精确性调控中的作用。相关研究论文发表在7月20日的《核酸研究》(Nucleic Acids Research)杂志上。领导这一研究的是著名生物化学与分子生物学家王恩多院士,其长期从事酶学和酶与核酸的相互作用的研究,在蛋白质生物合成中关键的氨基酰-tRNA合成酶与tRNA相互作用的研究中做出了重要贡献,于2005年当选为中国科学院院士。2006年当选为第三世界科学院院士。亮氨酰-tRNA合成酶(LeuRS)在体内负责催化亮氨酸和对应tRNALeu之间的酯化反应(氨基酰化反应),生成亮氨酰-tRNA(Leu-tRNALeu),为蛋白质生物合成提供原料。该酯化反应对于保证核糖体上新生多肽链一级序列的精确性至关重要。由于细胞内存在着22种蛋白质氨基酸以及大量的氨基酸代谢物和类似物,某些氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)会错误地活化非对应氨基酸。因此,aaRS进化出编校功能(proofreading/editing)以去除在氨基酸选择上的错误。王恩多实验室于2009年和2010年发表两篇J. Biol. Chem.,详细阐明了LeuRS所催化的编校反应机理。同时发现,tRNALeu在LeuRS所催化的编校反应中起着重要作用。在这项最新研究中,王恩多实验室周小龙博士等以tRNALeu作为主要研究对象,详细研究了氨基酸接受末端(CCA76)在氨基酰化反应,特别是编校反应过程中的具体作用。发现保守的氨基酸接受末端中的A76对于氨基酰化、转移前编校、转移后编校起决定性作用,而C75与C74的作用则更多地体现在氨基酰化反应中。进一步地,通过关键的体内实验表明,tRNALeu与LeuRS在体内协同作用,通过保守的氨基酸和CCA76共同调节蛋白质生物合成的精确性,如果破坏这种协同作用,细胞生长变慢。该项研究进一步丰富了对于tRNA绝对保守的氨基酸接受末端的生物学意义的认识。该研究得到国家自然科学基金委(30930022、31000355)、上海市科委(09JC1415900)、中科院外国高级访问教授 (2009S2-19)、法国国立科研中心国际合作项目(3606)等基金的资助。更多阅读《核酸研究》发表论文摘要

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