中美學者最新Science文章解析蛋白產物之謎

　　距離人類基因組序列的測序完成已經過去幾十年了，但是我們對于基因的一些功能依然知之甚少，一些我們認為已經了解了很多的基因會出現一些可變剪接，導致編碼出科學家們之前并不認知的蛋白，完成一些未知的功能。

　　來自香港科技大學，美國Scripps研究所等處的研究人員發表了題為“Human tRNA synthetase catalytic nulls with diverse functions”的文章，針對一種關鍵的基因家族展開研究，證明了非酶作用的可變剪接也許更為常見，這會改變我們熟知的基因，產生具有其它多元的、功能先前沒有被認識到的蛋白。

　　這一研究成果公布在7月17日的Science雜志上。

　　氨酰tRNA合成酶(AARS)是一類在蛋白質合成過程中起著重要作用的酶，它通過與 tRNA及其相應氨基酸的專一性識別作用，使得基因序列能夠被精確地翻譯成蛋白質。一旦氨基酸被傳遞給tRNA，就可以按照DNA藍圖進行蛋白質翻譯，之前的研究表明，AARS酶的可變剪接可產生具有新功能的全新AARS蛋白。

　　在這篇文章中，研究人員聚焦于AARS基因，分析其可變剪接后出現的蛋白版本，結果他們發現了許多不同形式的蛋白產物，其中大多數失去了將氨基酸被傳遞給tRNA的功能。

　　有趣的是，研究人員發現如果令這些AARS片段過量表達，那么就會導致出現不同的細胞活性，這表明這些片段能完成獨特的功能，這些功能與之前所知的AARS經典功能不同。

　　這項研究表明即使是我們熟知的基因，也能產生具有其它多元的、功能先前沒有被認識到的蛋白。

　　氨基酰-tRNA合成酶(AARS)的催化特異性對遺傳信息的準確傳遞十分重要。亮氨酰-、異亮氨酰-及纈氨酰-tRNA合成酶（LeuRS, IleRS, ValRS）通過“轉移后編校”水解錯誤的氨基酰化產物。這類aaRS的編校結構域是插入活性中心稱為CP1(Connective Peptide 1)的插入肽段。

　　之前的研究表明來源于原始的超嗜熱菌Aquifex aeolicus的LeuRS（AaLeuRS）能編校這一類酶催化產生的氨基酰化產物或誤氨基酰化產物，例如Ile-tRNAIle, Val-tRNAIle, Val-tRNAVal, Thr-tRNAVal和Ile-tRNALeu。

　　一組研究人員設計了攜帶三重識別元件的RNA小螺旋(minihelixLIV)以模擬原始的tRNA，研究了AaLeuRS，大腸桿菌IleRS和 LeuRS, 枯草桿菌ValRS單獨的CP1肽段編校誤氨基酰化小螺旋的能力。結果表明只有AaLeuRS單獨的CP1肽段可以水解誤氨基酰化的小螺旋，例如Ile -minihelixLIV, Val-minihelixLIV 和Thr-minihelixLIV，而IleRS及ValRS的單獨的CP1肽段則不能。這些結果說明AaLeuRS可能有著比IleRS及ValRS 更為原始的編校特性，其編校結構域可能保留了三種酶共同的祖先編校結構域，它應當具有非專一性的編校功能。