女院士最新文章揭示tRNA合成酶催化新机制

【字体: 时间:2010年08月24日 来源:生物通

编辑推荐:

  来自中科院生化与细胞所的研究人员分析了古菌和真核来源的亮氨酰-tRNA合成酶的LSD-1元件,发现了这一结构在亮氨酰-tRNA合成酶催化过程的作用,这一研究成果公布在Biochemical Journal上。

  

生物通报道:来自中科院生化与细胞所的研究人员分析了古菌和真核来源的亮氨酰-tRNA合成酶的LSD-1元件,发现了这一结构在亮氨酰-tRNA合成酶催化过程的作用,这一研究成果公布在Biochemical Journal上。

领导这一研究的是生化与细胞所王恩多研究员,这位女院士主要从事生物化学与分子生物学研究,研究方向为酶与核酸的相互作用,主要以氨基酰-tRNA合成酶和相关tRNA为对象进行研究。

亮氨酰-tRNA合成酶在体内负责催化亮氨酸和对应tRNA之间的酯化反应,生成亮氨酰-tRNA为蛋白质生物合成提供原料。根据特定插入序列在结构中的空间位置以及有无特征的延伸结构域,亮氨酰-tRNA合成酶被划分为细菌类、古菌类和真核类。与原核来源的亮氨酰-tRNA合成酶相比,真核以及古菌类亮氨酰-tRNA合成酶在进化的过程中获得了许多独特的功能未知的结构元件,亮氨酸专一结构域1( leucine-specific-domain 1,LSD-1)就是其中之一。

王恩多实验室的周小龙博士研究了古菌和真核来源的亮氨酰-tRNA合成酶的LSD-1元件,在古菌和真核亮氨酰-tRNA合成酶共有的LSD-1区域引入突变时会显著降低酶的氨基酸活化活力,而几乎不影响tRNA氨基酰化的活力。但是将真核亮氨酰-tRNA合成酶的LSD-1特有的延长部分突变后会严重影响其tRNA氨基酰化活力。该研究揭示了LSD-1结构域在亮氨酰-tRNA合成酶催化过程的作用:不参与转移后编校反应,维持了tRNA氨基酰化所需要的构象。

除此之外,今年4月,这一研究小组还发现了microRNA-155在乳腺癌细胞中的功能和作用机制,microRNA-155通过扩大炎症效应促进肿瘤发生,这可能是炎症和癌症之间的一个桥梁。

研究人员通过分子生物学、细胞生物学及肿瘤生物学等一系列方法技术,发现microRNA-155促进乳腺癌细胞的增殖、soft-agar集落生长,并在人乳腺癌裸鼠移植模型中刺激肿瘤生长,表现为癌基因(oncogene)作用;分析microRNA-155在乳腺癌细胞中的分子机制,并结合乳腺癌组织样本分析结果表明,负调控肿瘤抑制基因socs1是其发挥致癌作用的分子机制。

此外,这一研究还证明了microRNA-155通过扩大炎症效应促进肿瘤发生,可能是炎症和癌症之间的一个桥梁。虽然文献上已有很多证据表明免疫-炎症-肿瘤之间的内在联系,但对炎症诱发肿瘤发生的分子机制的了解目前仍有许多空白。该工作发现了microRNA调控介入炎症和癌症之间,对了解炎症相关肿瘤的发生机制具有重要意义。

(生物通:万纹)

作者简介:

王恩多

研究员,博士生导师。

1965-1969和1978-1981两次中国科学院上海生物化学研究所研究生毕业。
1984-1987年在美国加州大学戴维斯分校医学院访问,
1992年10-12月,1994年10-12月,1998年1-4月在法国斯特拉丝堡法国国家科学研究中心分子与细胞研究所合作研究,
1996年9月-1997年2月在香港科学技术大学生物化学系进行研究工作,
2000年6-8月在加拿大Laval大学生物化学系,进行合作研究。

为中国科学院上海生命科学院生物化学与细胞生物学研究所学位评定委员会委员。从事生物化学与分子生物学研究,研究方向为酶与核酸的相互作用。目前主要以氨基酰-tRNA合成酶和相关tRNA为对象进行研究。已主持和承担国家和中国科学院重大和重点研究项目14项。发表论文80余篇,申请发明专利4项,以第一完成人获得2000年度上海市科学技术进步奖一等奖1项,2001年度国家自然科学奖二等奖1项。已指导和培养博士研究生16名,硕士生3名,所培养的研究生获得包括中国科学院院长奖学金的各类奖项20人次。曾多次获得上海市“三八红旗手”、2000年度上海市“三八红旗手标兵”、1998-2000年度上海市劳动模范称号。


研究简介

研究方向为酶与核酸的相互作用,氨基酰-tRNA合成酶是蛋白质生物合成过程中的一类关键酶。它催化蛋白质生物合成过程中的第一步反应-tRNA的氨基酰化反应。氨基酰-tRNA合成酶对tRNA的精确识别保证了遗传信息由核酸传递到蛋白质的精确性。 所以研究氨基酰-tRNA合成酶具有重要的生物学意义。随着研究的深入,氨基酰-tRNA合成酶还可以为人类的疾病防止和治疗、改善人类生存环境提供理论依据和新的思路。本研究组用分子生物学、生物化学与生物物理方法,从基因克隆、高表达和突变入手,研究不同来源的亮氨酰-和精氨酰-tRNA合成酶(LeuRS, ArgRS)及其相关tRNA的相互作用。重点研究酶分子上与相关tRNA精确相互作用的氨基酸残基和结构域,这种精确识别包括合成正确产物和校正错误的中间产物和终产物的催化机制;tRNA分子上与酶精确识别的硷基;不同来源的同种氨基酰-tRNA合成酶对抑制剂的选择性。以了解酶与tRNA相互作用与精确识别的结构基础和作用机理。过去的研究结果有:通过基因定点研究了ArgRS与氨基酰化活力有关的重要的氨基酸残基;首次发现大肠杆菌tRNAArg2分子上的A20是大肠杆菌ArgRS识别tRNA的重要元件;首次结晶了大肠杆菌ArgRS,解出了晶胞参数,对晶体进行了初步研究;用核磁共振方法研究了ArgRS与底物结合时引起的构象变化。首次发现并证明LeuRS的CP1结构域内的292E和293A间的肽键对酶活力至关重要; 首次发现LeuRS的292E-293A肽键间插入253-292之间40个氨基酸残基的插入突变变种LeuRS-A催化tRNALeu2亮氨酰化的速度为tRNALeu1的3倍,证明了LeuRS-A对tRNALeu等受体的识别是对接受茎上第一对碱基对是否为摆动碱基对的识别;首次发现LeuRS的CP1是编校活性中心所在,某些在该结构域的变种也可以不同程度误氨基酰化tRNALeu的等受体。研究结果多次被《生物化学年鉴》和《细胞》中的综述,《美国科学院院报》,《欧洲分子生物学组织杂志》和《生物化学》的研究论文引用。研究组与法国,加拿大,美国等多家实验室有合作研究关系。
 

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热搜:tRNA合成酶|

  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号