近日來(lái)自中科院上海生科院生化與細(xì)胞所的研究人員，在新研究中揭示了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。相關(guān)研究論文發(fā)表在7月20日的《核酸研究》(Nucleic Acids Research)雜志上。

 

領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是著名生物化學(xué)與分子生物學(xué)家王恩多院士，其長(zhǎng)期從事酶學(xué)和酶與核酸的相互作用的研究，在蛋白質(zhì)生物合成中關(guān)鍵的氨基酰-tRNA合成酶與tRNA相互作用的研究中做出了重要貢獻(xiàn)，于2005年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。2006年當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士。

 

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?；磻?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.，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)過程中的具體作用。發(fā)現(xiàn)保守的氨基酸接受末端中的A76對(duì)于氨基?；⑥D(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。進(jìn)一步地，通過關(guān)鍵的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，tRNALeu與LeuRS在體內(nèi)協(xié)同作用，通過保守的氨基酸和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。