王恩多院士兩篇JBC文章解析tRNA新分子機制

王恩多院士兩篇JBC文章解析tRNA新分子機制

2016年10月21日訊 tRNA是細胞內主要的RNA之一，是蛋白質合成中的關鍵生物大分子。在所有胞內的RNA中，tRNA具有最多的修飾，這些修飾對于tRNA在細胞內發(fā)揮功能起著重要作用，缺失某些修飾將引起細胞的嚴重缺陷甚至導致人類疾病。

近期來自中科院上海生科院的王恩多研究組通過質譜、定點突變和酶學動力學等生物化學手段鑒定出tRNA上參與人NSun6（hNSun6）識別的關鍵元件。這一研究成果公布在Journal of Biological Chemistry雜志上。

通常tRNA氨基酸接受莖部分的核苷酸較少被修飾，第72位的5-甲基胞嘧啶（m5C）修飾是為數(shù)不多的幾個修飾之一。該位點的m5C修飾僅存在于高等真核生物中且極為保守，提示這個修飾可能在高等真核生物中具有重要的功能。NSun家族成員是真核生物中最主要的RNA m5C甲基轉移酶。目前，Nsun6已經被報道能夠催化tRNA第72位的甲基化修飾，但其對tRNA識別的關鍵元件尚不清楚。

在這篇文章中，研究人員通過質譜、定點突變和酶學動力學等生物化學手段鑒定出tRNA上參與人NSun6（hNSun6）識別的關鍵元件。研究發(fā)現(xiàn)hNSun6的識別依賴于tRNA的倒L型三級結構，以及位于tRNA接受莖和D莖的特定的堿基或堿基對。具體識別元件為：（1）全長且正確折疊的tRNA；（2）3’端的CCA末端以及催化位點C72；（3）接受莖上的U73；（4）接受莖第二和第三對堿基對；（5）D莖的11:24和12:23兩對堿基對。研究結果表明hNSun6采用三級結構和某些tRNA分子上的特定的元件這一復雜網絡識別RNA。其它細胞內的 RNA似乎都不能滿足hNSun6 識別的所有需要的條件，因此可以認為hNSun6是專一于tRNA的甲基轉移酶。

此外，近期這一研究組也同樣在JBC雜志上發(fā)文，鑒定了細菌來源的多種ThrRS在N1結構域的存在與N2結構域活性位點的分布上的多樣性與復雜性。

蛋白質合成中，氨基酰-tRNA合成酶（AARS）從源頭上介導氨基酸與tRNA之間的精確匹配，生成正確的氨基酰-tRNA，為核糖體提供原料。一方面，AARS需要高效地催化氨基?；磻院铣烧_的氨基酰-tRNA，滿足蛋白質合成；另一方面，AARS需要通過水解編校功能以確保氨基酸與tRNA的正確匹配。

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