tRNA氨基酸末端在蛋白質(zhì)合成及調(diào)控中的作用
2011-10-031694
7月20日，《核酸研究》(Nucleic Acids Research)在線(xiàn)發(fā)表了中科院上海生命科學(xué)研究院生化與細(xì)胞所王恩多研究組的最新研究成果。該研究揭示了tRNA氨基酸接受末端在蛋白質(zhì)生物合成及其精確性調(diào)控中的作用。
亮氨酰-tRNA合成酶(LeuRS)在體內(nèi)負(fù)責(zé)催化亮氨酸和對(duì)應(yīng)tRNALeu之間的酯化反應(yīng)(氨基酰化反應(yīng))，生成亮氨酰-tRNA(Leu-tRNALeu)，為蛋白質(zhì)生物合成提供原料。該酯化反應(yīng)對(duì)于保證核糖體上新生多肽鏈一級(jí)序列的精確性至關(guān)重要。由于細(xì)胞內(nèi)存在著22種蛋白質(zhì)氨基酸以及大量的氨基酸代謝物和類(lèi)似物，某些氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)會(huì)錯(cuò)誤地活化非對(duì)應(yīng)氨基酸。因此，aaRS進(jìn)化出編校功能(proofreading/editing)以去除在氨基酸選擇上的錯(cuò)誤。王恩多實(shí)驗(yàn)室于2009年和2010年發(fā)表兩篇J. Biol. Chem. 論文(Zhu B et al., 2009, 284, 3418-3424; Tan M et al., 2010, 285, 3235-3244)，詳細(xì)闡明了LeuRS所催化的編校反應(yīng)機(jī)理。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，tRNALeu在LeuRS所催化的編校反應(yīng)中起著重要作用。
在這項(xiàng)最新研究中，王恩多實(shí)驗(yàn)室周小龍博士等以tRNALeu作為主要研究對(duì)象，詳細(xì)研究了氨基酸接受末端(CCA76)在氨基?；磻?yīng)，特別是編校反應(yīng)過(guò)程中的具體作用。研究發(fā)現(xiàn)，保守的氨基酸接受末端中的A76對(duì)于氨基?；?、轉(zhuǎn)移前編校、轉(zhuǎn)移后編校起決定性作用，而C75與C74的作用則更多地體現(xiàn)在氨基?；磻?yīng)中。通過(guò)關(guān)鍵的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明，tRNALeu與LeuRS在體內(nèi)協(xié)同作用，通過(guò)保守的氨基酸和CCA76共同調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)生物合成的精確性，如果破壞這種協(xié)同作用，細(xì)胞生長(zhǎng)變慢。
該項(xiàng)研究進(jìn)一步豐富了對(duì)于tRNA絕對(duì)保守的氨基酸接受末端的生物學(xué)意義的認(rèn)識(shí)。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委(30930022、31000355)、上海市科委(09JC1415900)、中科院外國(guó)高級(jí)訪問(wèn)教授 (2009S2-19)、法國(guó)國(guó)立科研中心國(guó)際合作項(xiàng)目(3606)等基金的資助。
