研究发现原核生物中亮氨酰-tRNA合成酶依赖tRNA的转移前编校

近期，中科院上海生科院生化与细胞所王恩多研究组在J  Biol  Chem上发表了最新研究成果：原核生物中亮氨酰-tRNA合成酶依赖tRNA的转移前编校。

氨基酰-tRNA合成酶（aaRS）催化对应氨基酸和tRNA之间的连接反应，生成氨基酰-tRNA为蛋白质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。2000年和2009年王恩多实验室已证明亮氨酰-tRNA合成酶（LeuRS）具有转移后和不依赖tRNA转移前的编校功能。

在本项工作中，谭敏，朱斌和周小龙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，分析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。

该研究得到科技部重大科学研究计划，国家自然科学基金委，上海市科委的资助。