上海生命科學研究院王恩多研究組最新成果

　　12月16日，國際學術期刊Journal of Biological Chemistry 在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所王恩多研究組的最新研究成果：C-terminal domain of leucyl-tRNA synthetase from pathogenic Candida albicans recognizes both tRNASer and tRNALeu。

　　亮氨酰-tRNA合成酶（LeuRS）催化亮氨酸（Leu）與對應的亮氨酸tRNA（tRNALeu）之間的酯化反應(氨基酰化反應)，生成亮氨酰-tRNA（Leu-tRNALeu），為蛋白質的生物合成提供原料。LeuRS可進一步分為細菌型和古菌/真核型。這兩種類型的LeuRS都有催化結構域（負責氨基酸活化和氨基酰化）、CP1結構域（負責編校）、α-螺旋束結構域和C-末端結構域（CTD，負責結合tRNA）各一個。細菌型LeuRS和古菌LeuRS的CTD均被報道負責識別tRNALeu，但因其一級序列和三級結構不同，其識別tRNALeu的機制也不同。

　　在人類致病菌白色念珠菌（Candida albicans）中進化出一種嵌合的絲氨酸tRNA[CatRNASer(CAG)]，該tRNASer既可以被絲氨酰tRNA合成酶（SerRS）識別生成Ser-tRNASer，又可以被LeuRS識別生成Leu-tRNASer，導致蛋白質組約97%的CUG被翻譯為Ser，3%被翻譯為Leu，從而引起蛋白質組的紊亂，在白色念珠菌的表型和致病過程中產生重要影響。已有研究揭示SerRS識別CatRNASer(CAG)的機制，而LeuRS識別該tRNASer的機制尚不清楚。除CaLeuRS外，真核LeuRS（如人細胞質LeuRS和酵母LeuRS）均可識別該tRNASer，而其它類型的LeuRS（如白色念珠菌線粒體LeuRS, 嗜熱古菌LeuRS和大腸桿菌LeuRS）卻不能識別。真核和古菌LeuRS最大的不同在于它們CTD不同，暗示白色念珠菌的CTD對于識別CatRNASer(CAG)非常重要。

　　在研究員王恩多和副研究員周小龍的指導下，博士研究生紀泉泉等人發現，CaLeuRS的CTD在識別CatRNASer(CAG)和CatRNALeu中發揮至關重要的作用。截去C-末端的5個氨基酸殘基（Glu1097，Val1096，Asn1095，Lys1094和Ile1093），CaLeuRS完全喪失氨基酰化活力。他們進一步鑒定出CTD中三個關鍵的賴氨酸殘基（Lys938，Lys941和Lys1007），在亮氨酰化CatRNASer(CAG)和CatRNALeu過程中它們協同發揮重要作用；還借助凝膠遷移實驗發現其兩點或三點的突變都會影響酶與tRNA的結合；研究結果在酵母larS基因敲除菌株中也得到驗證。該項研究擴展了人們對白色念珠菌細胞質中CTG密碼子模糊性機制的研究，同時豐富了人們對于真核LeuRS識別tRNALeu機制的認識。

　　該項研究獲得國家基礎研究基金、國家自然科學基金、中科院、上海市科委等的經費資助；數據收集工作得到生化與細胞所公共技術服務中心的支持。

C-末端結構域3個關鍵賴氨酸影響酶與tRNA的結合