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研究揭示天藍色鏈霉菌亮氨酰-tRNA合成酶識別兩類亮氨酸tRNA的分子機理

作者:宋檢 時間:2022-12-08 來源:互聯網

國際學術期刊《核酸研究》(Nucleic Acids Research)在線發表了中國科學院分子細胞科學**創新中心/生物化學與細胞生物學研究所王恩多研究組的*新研究成果:LeuRS can leucylate type I and type II tRNALeus in Streptomyces coelicolor。

 

tRNA根據可變環的大小分為兩類,長的為I類、短的為II類。亮氨酰-tRNA合成酶(LeuRS)催化tRNALeu的亮氨?;?,生成的亮氨酰-tRNA為蛋白質生物合成的原料。通常,兩類tRNALeu由各自的LeuRS催化氨基?;?。但是,在天藍色鏈霉菌中的基因組中,只有一種LeuRS(ScoLeuRS)基因,卻存在兩類tRNALeu(ScotRNALeu)的基因。天藍色鏈霉菌屬于*高等的放線菌,具有次生代謝過程,能產生包括抗生素在內的多種次生代謝產物。以往的研究表明ScotRNALeu的翻譯功能與天藍色鏈霉菌的次生代謝產生抗生素過程直接相關。因此,ScotRNALeu的氨基?;^程對于抗生素合成有重要意義。

 

在王恩多的指導下,博士研究生范佳奕等人純化了ScoLeuRS和I類ScotRNALeu(CAA)與II類ScotRNALeu等受體的代表ScotRNALeu(UAA)。他們用酶學動力學研究證明ScoLeuRS能夠亮氨?;瘍深怱cotRNALeu,對II類ScotRNALeu(UAA)具有更高的催化效率。他們通過大量系統的生物化學實驗闡明了ScoLeuRS識別兩類ScotRNALeu的分子機制。他們發現:(1) ScoLeuRS與以前報道的LeuRS識別tRNALeu的傳統辨別子A73不同,它不識別A73,而識別C74;(2) ScotRNALeu可變環的個數而不是堿基類型與ScoLeuRS識別有關;(3) ScoLeuRS識別兩類ScotRNALeu的不同處在于tRNA三級結構拐肘結構的三個堿基對,II類ScotRNALeu(UAA)的三對三級結構堿基對對它的氨基?;?為重要,而I類ScotRNALeu(CAA)中的這三個堿基對并不重要;(4) ScoLeuRS的LSD結構域賦予ScoLeuRS獨特的亮氨?;瘍深怱cotRNALeu的能力,鑒定了與此有關的關鍵氨基酸殘基。另外,他們通過體內實驗發現II類ScotRNALeu(UAA)的亮氨?;脚c天藍色鏈霉菌的抗生素合成呈正相關。他們的研究揭示了一種稀有的LeuRS識別tRNALeu的新機制。

 

該工作得到國家自然科學基金委員會和中科院先導項目的資助。

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