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科研人員發(fā)現(xiàn)天然微小線粒體

據(jù)研究人員發(fā)現(xiàn)：氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)催化蛋白質(zhì)合成的第一步反應(yīng)——氨基酸的活化反應(yīng)，負(fù)責(zé)為蛋白質(zhì)翻譯提供正確的翻譯原料，aaRS催化反應(yīng)的速率(氨基酰化反應(yīng))和精確性(編校反應(yīng))調(diào)控整個(gè)翻譯過(guò)程的效率和保真性。

絕大多數(shù)生物的線粒體中，同時(shí)包含解碼亮氨酸密碼子CUN (N: A, C, G, T)的tRNALeu(CUN)、UUR (R：A，G)密碼子的tRNALeu(UUR)以及解碼蘇氨酸密碼子ACN的tRNAThr2；而在極少數(shù)酵母線粒體中，tRNALeu(CUN)基因消失了，進(jìn)化出了一個(gè)獨(dú)特的tRNAThr(CUN)(tRNAThr1)，該tRNA具有2個(gè)限制特征：1) 該tRNA在反密碼環(huán)第32位以及第33位插入了一個(gè)額外的U，因此，具有8個(gè)核苷酸的反密碼環(huán), 這是目前發(fā)現(xiàn)的非常特異的反密碼環(huán)；2)該tRNA將CUN密碼子編碼為T(mén)hr而非Leu。此外，催化tRNAThr1以及tRNAThr2氨基酰化的aaRS—蘇氨酰-tRNA合成酶(ScmtThrRS)在進(jìn)化過(guò)程中丟失了編校結(jié)構(gòu)域，只保留了氨基酰化結(jié)構(gòu)域和tRNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域。因此，釀酒酵母線粒體內(nèi)ThrRS/tRNAThr (ScmtThrRS)相互作用系統(tǒng)是進(jìn)化過(guò)程中產(chǎn)生的非常獨(dú)特的相互作用系統(tǒng)，關(guān)于其識(shí)別tRNAThr1的方式以及介導(dǎo)的翻譯過(guò)程中的質(zhì)量控制機(jī)理，盡管經(jīng)過(guò)廣泛研究，但卻并不清楚。

王恩多研究組的副研究員周小龍等最新研究發(fā)現(xiàn)，ScmtThrRS可以誤活化Thr的類(lèi)似物Ser，tRNAThr2可以顯著地促進(jìn)ScmtThrRS的依賴(lài)tRNA的轉(zhuǎn)移前編校；有趣的是，tRNAThr1卻不具有該功能，因此，ScmtThrRS是至今第一次發(fā)現(xiàn)的具有tRNA等受體特異性編校的aaRS。研究組進(jìn)一步研究了ScmtThrRS在氨基酰化以及編校反應(yīng)中識(shí)別tRNAThr1，tRNAThr2的識(shí)別方式以及編校機(jī)理。此外，利用構(gòu)建的釀酒酵母ScmtThrRS基因敲除株在體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，ScmtThrRS的氨基酰化結(jié)構(gòu)域和tRNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域協(xié)同進(jìn)化來(lái)識(shí)別特有的具有8個(gè)反密碼環(huán)的tRNAThr1。這些研究結(jié)果確鑿地說(shuō)明，依賴(lài)tRNA的轉(zhuǎn)移前編校發(fā)生在氨基酰化結(jié)構(gòu)域，為闡明本領(lǐng)域的這一爭(zhēng)論性問(wèn)題提供了新證據(jù)與新視角。

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