
圖:AcP 和 CobB 通過調控 aaRS 的乙?;?a href="http://snti56.com/Biovision/BIO161207.shtml" target="_blank" _href="http://snti56.com/Biovision/BIO161207.shtml">去乙酰化修飾調節(jié)它的氨基?;盍?。一定的生理條件下 AcP 通過上調 aaRS 的乙?;?,關閉酶活性;而乙?;揎椏赏ㄟ^ CobB 的去乙?;?aaRS 恢復活性。
4 月 28 日,國際學術期刊《生物化學雜志》(Journal of Biological Chemistry)在線發(fā)表了中國科學院上海生命科學研究院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心 / 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:Acetylation of lysine ε-amino groups regulates aminoacyl-tRNA synthetase activity in Escherichia coli。
氨基酰 -tRNA 合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase,aaRS)催化氨基酸和對應的 tRNA 底物之間的酯化反應,生成氨基酰 -tRNA(aminoacyl-tRNA,aa-tRNA),為在核糖體上進行的蛋白質合成提供原料?;诖呋Y構域和氨基?;磻?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-tRNA synthetase,LeuRS)、精氨酰 -tRNA 合成酶(arginyl-tRNA sythetase,ArgRS)屬于 I 類酶。已有報道表明,一些 aaRS 的磷酸化修飾可參與大腸桿菌的耐藥機制或哺乳動物細胞的氧化應激等信號通路,但是鮮見關于 aaRS 上其它類型的翻譯后修飾(如乙?;揎棧┑纳钊胙芯?。
蛋白質組學分析表明,來自大腸桿菌 (Escherichia coli) 到人類 (Homo sapiens) 的 aaRS 都具有乙?;揎?,且一些被鑒定到具有乙?;揎椀馁嚢彼釟埢潜J氐?。在王恩多指導下,博士研究生葉青等人研究了大腸桿菌中 aaRS 的乙?;揎棇γ富盍淼挠绊憽K麄兺ㄟ^質譜鑒定獲得了大腸桿菌體內 LeuRS (EcLeuRS)和 ArgRS (EcArgRS)乙?;揎椀奈稽c信息;利用谷氨酰胺 (glutamine,Glu) 掃描(Glu scanning,模擬具有乙?;揎椀?Lys)發(fā)現(xiàn) EcLeuRS 上的 3 個位點 (Lys619、Lys624 和 Lys809) 和 EcArgRS 上的 2 個位點 (Lys126 和 Lys408) 對酶的催化活力具有重要作用;使用 pAcKRS 系統(tǒng),獲得了定點插入ε- 氨基乙?;馁嚢彼?(Nε-acetyl-L-lysine,Ac-Lys) 的 EcLeuRS 和 EcArgRS。他們在分析以上乙?;揎椀拿傅男再|后,發(fā)現(xiàn)以上 Lys 殘基的乙酰化修飾的酶降低了氨基酸的活化活力和酶與對應 tRNA 之間的親和力,使酶的氨基酰化活力降低或喪失。此外,他們通過體外實驗發(fā)現(xiàn),一種被報道可以在原核細胞中化學修飾乙?;鞍踪|的高能化合物乙酰磷酸 (acetyl-phosphate,AcP) 和沉默信息調節(jié)因子 2 相關酶 (silent information regulator 2-related enzymes,Sirtuin) 家族的去乙酰化酶 CobB 可能參與乙?;腿ヒ阴;揎?EcLeuRS 和 EcArgRS 的調節(jié)。以上研究結果揭示了乙?;揎棇?aaRS 氨基?;盍撛诘恼{節(jié)功能,首次提出乙酰化修飾可能作為一種翻譯后水平的開關控制 aaRS 的活力,從而影響蛋白質翻譯過程。