女院士最新JBC解析两个相对发现

　　来自上海生科院生化与所的研究人员获得了亮氨酰-tRNA合成酶的最新成果：他们发现原核中亮氨酰-tRNA合成酶依赖tRNA的转移前编校。这一研究成果公布在《J Biol Chem》杂志上。

　　领导这一研究的是生化与细胞所王恩多，其从事生物与分子生物学研究，研究方向为酶与核酸的相互作用。目前主要以氨基酰-tRNA合成酶和相关tRNA为对象进行研究。

　　氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)催化对应和tRNA之间的连接反应，生成氨基酰-tRNA为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(proofreading/editing)去除在识别氨基酸时发生的错误。

　　在之前的研究中，王恩多证明亮氨酰-tRNA合成酶 (LeuRS)具有转移后和不依赖tRNA转移前的编校功能。他们发现进化树底部的超嗜热菌 Aquifex aeolicus 的LeuRS (AaLeuRS) 具有不依赖tRNA的转移前编校活力，可以直接水解被AaLeuRS误活化的氨基酸。其活性中心不在CP1结构域，而在氨基酰化活性中心，AaLeuRS 催化误活化氨基酸的水解速度远高于误活化氨基酸自发水解的速度。这项研究的意义在于发现：LeuRS的氨基酰化活性中心除了通过氨基酸的分子大小来“粗筛”氨基酸底物以外，还具有对反应中间体的“细筛”功能，进而揭示了AARS催化反应的精确性是多层次、多结构域共同协同作用的结果。

　　而最新的研究则发现原核生物中亮氨酰-tRNA合成酶依赖tRNA的转移前编校。研究人员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(E. coli)和超嗜热菌(A. aeolicus)的LeuRS具有依赖tRNA的转移前编校，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(pre- transfer editing)和转移后编校(post-transfer editing)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3’CCA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(Check point)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。

来源：实验与分析