西亞試劑：真核色氨酰tRNA合成酶催化機制

英國著名雜志《核酸研究 (Nuclear Acid Research) 》在線發(fā)表了上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所丁建平組關于色氨酰tRNA合成酶(TrpRS)的最新研究成果。氨酰tRNA合成酶負責將特定的氨基酸轉移到相應的tRNA分子的氨基酸接受臂上，保證蛋白的正確翻譯。丁建平組圍繞色氨酰tRNA合成酶的底物特異性識別機制、催化機理、活性調節(jié)機制，以及TrpRS與結構上高度相似的苯丙氨酰tRNA合成酶TyrRS的進化關系等開展了系統(tǒng)的研究工作，已發(fā)表了一系列文章。最新進展進一步揭示了真核TrpRS的催化機制，并為針對TrpRS的抗真菌藥物設計提供了新方向。

對原核生物TrpRS的結構研究表明，在ATP激活氨基酸的反應中，原核生物TrpRS采取了dissociative的催化機制。但是真核TrpRS的催化機制并不清楚。丁建平組博士生周旻昀和董咸池等人解析了釀酒TrpRS的原酶結構，以及代表TrpRS催化反應中各個階段的與底物、底物類似物和中間產物的復合物的晶體結構。在每個復合物結構中，在底物結合口袋處觀察到一個硫酸根離子，分別模擬反應過程中ATP磷酸根離子的不同中間狀態(tài)。此外，利用人源TrpRS與ATP和色氨酸的結構模型進行了分子動力學模擬。綜合結構研究和分子動力學模擬的結果，揭示了真核TrpRS色氨酸激活反應采取與原核TrpRS不同的associtative的催化機制，并發(fā)現一個真核生物特有的保守精氨酸對于氨基酸激活反應具有關鍵性作用。另外，首次發(fā)現了真菌TrpRS和人TrpRS催化活性中心的差異，對于針對TrpRS的抗真菌藥物設計具有指導作用

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