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生化与细胞所研究人员揭示真核色氨酰tRNA合成酶催化机制

时间:2010-02-04 00:00来源:上海生命科学研究院 作者: 点击: 11次
1月31日，英国著名杂志《核酸研究》（Nuclear  Acid  Research）在线发表了中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所丁建平组关于色氨酰tRNA合成酶（TrpRS）的最新研究成果。氨酰tRNA合成酶负责将特定的氨基酸转移到相应的tRNA分子的氨基酸接受臂上，保证蛋白的正确翻译。丁建平组围绕色氨酰tRNA合成酶的底物特异性识别机制、催化机理、活性调节机制，以及TrpRS与结构上高度相似的苯丙氨酰tRNA合成酶TyrRS的进化关系等开展了系统的研究工作，已发表了一系列文章。最新进展进一步揭示了真核TrpRS的催化机制，并为针对TrpRS的抗真菌药物设计提供了新方向。

对原核生物TrpRS的结构研究表明，在ATP激活氨基酸的反应中，原核生物TrpRS采取了dissociative的催化机制。但是真核TrpRS的催化机制并不清楚。丁建平组博士生周旻昀和董咸池等人解析了酿酒酵母TrpRS的原酶结构，以及代表TrpRS催化反应中各个阶段的与底物、底物类似物和中间产物的复合物的晶体结构。在每个复合物结构中，在底物结合口袋处观察到一个硫酸根离子，分别模拟反应过程中ATP磷酸根离子的不同中间状态。此外，利用人源TrpRS与ATP和色氨酸的结构模型进行了分子动力学模拟。综合结构研究和分子动力学模拟的结果，揭示了真核TrpRS色氨酸激活反应采取与原核TrpRS不同的associtative的催化机制，并发现一个真核生物特有的保守精氨酸对于氨基酸激活反应具有关键性作用。另外，首次发现了真菌TrpRS和人TrpRS催化活性中心的差异，对于针对TrpRS的抗真菌药物设计具有指导作用。

该项研究工作得到了国家科技部、国家基金委、中国科学院及上海市科委的经费支持。 (责任编辑：glia)
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