
圖:AcP和CobB通過(guò)調(diào)控aaRS的乙酰化和去乙?;揎椪{(diào)節(jié)它的氨基?;盍?。一定的生理?xiàng)l件下AcP通過(guò)上調(diào)aaRS的乙酰化水平,關(guān)閉酶活性;而乙?;揎椏赏ㄟ^(guò)CobB的去乙?;筧aRS恢復(fù)活性。
4月28日,國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《生物化學(xué)雜志》(JournalofBiologicalChemistry)在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所王恩多研究組的最新研究成果:Acetylationoflysineε-aminogroupsregulatesaminoacyl-tRNAsynthetaseactivityinEscherichiacoli。
氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNAsynthetase,aaRS)催化氨基酸和對(duì)應(yīng)的tRNA底物之間的酯化反應(yīng),生成氨基酰-tRNA(aminoacyl-tRNA,aa-tRNA),為在核糖體上進(jìn)行的蛋白質(zhì)合成提供原料?;诖呋Y(jié)構(gòu)域和氨基酰化反應(yīng)在tRNA末端核糖上發(fā)生位置的異同,aaRS可以被分為I類和II類兩大類。亮氨酰-tRNA合成酶(leucyl-tRNAsynthetase,LeuRS)、精氨酰-tRNA合成酶(arginyl-tRNAsythetase,ArgRS)屬于I類酶。已有報(bào)道表明,一些aaRS的磷酸化修飾可參與大腸桿菌的耐藥機(jī)制或哺乳動(dòng)物細(xì)胞的氧化應(yīng)激等信號(hào)通路,但是鮮見(jiàn)關(guān)于aaRS上其它類型的翻譯后修飾(如乙?;揎棧┑纳钊胙芯俊?/p>
蛋白質(zhì)組學(xué)分析表明,來(lái)自大腸桿菌(Escherichiacoli)到人類(Homosapiens)的aaRS都具有乙?;揎棧乙恍┍昏b定到具有乙?;揎椀馁嚢彼釟埢潜J氐摹T谕醵鞫嘀笇?dǎo)下,博士研究生葉青等人研究了大腸桿菌中aaRS的乙?;揎棇?duì)酶活力帶來(lái)的影響。
他們通過(guò)質(zhì)譜鑒定獲得了大腸桿菌體內(nèi)LeuRS(EcLeuRS)和ArgRS(EcArgRS)乙?;揎椀奈稽c(diǎn)信息;利用谷氨酰胺(glutamine,Glu)掃描(Gluscanning,模擬具有乙酰化修飾的Lys)發(fā)現(xiàn)EcLeuRS上的3個(gè)位點(diǎn)(Lys619、Lys624和Lys809)和EcArgRS上的2個(gè)位點(diǎn)(Lys126和Lys408)對(duì)酶的催化活力具有重要作用;使用pAcKRS系統(tǒng),獲得了定點(diǎn)插入ε-氨基乙?;馁嚢彼?Nε-acetyl-L-lysine,Ac-Lys)的EcLeuRS和EcArgRS。他們?cè)诜治鲆陨弦阴;揎椀拿傅男再|(zhì)后,發(fā)現(xiàn)以上Lys殘基的乙?;揎椀拿附档土税被岬幕罨盍兔概c對(duì)應(yīng)tRNA之間的親和力,使酶的氨基?;盍档突騿适?。
此外,他們通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),一種被報(bào)道可以在原核細(xì)胞中化學(xué)修飾乙?;鞍踪|(zhì)的高能化合物乙酰磷酸(acetyl-phosphate,AcP)和沉默信息調(diào)節(jié)因子2相關(guān)酶(silentinformationregulator2-relatedenzymes,Sirtuin)家族的去乙?;窩obB可能參與乙?;腿ヒ阴;揎桬cLeuRS和EcArgRS的調(diào)節(jié)。
以上研究結(jié)果揭示了乙?;揎棇?duì)aaRS氨基?;盍撛诘恼{(diào)節(jié)功能,首次提出乙?;揎椏赡茏鳛橐环N翻譯后水平的開(kāi)關(guān)控制aaRS的活力,從而影響蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程。
該項(xiàng)研究獲得國(guó)家科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院等的經(jīng)費(fèi)資助。數(shù)據(jù)收集工作得到生化與細(xì)胞所公共技術(shù)服務(wù)中心的支持。
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