Cell子刊：从翻译到转录，华丽变身的酶

　　在过去的数年里，斯克里普斯研究所的助理教授郭敏(Min Guo)一直在侧重研究一种在翻译过程中起重要作用的古老催化酶家族的复杂行为。

　　这些复杂的酶是一组为蛋白质合成提供构件的基础分子。这些存在于每个细胞中的称作氨酰转移RNA合成酶(tRNA合成酶)的酶类负责选择正确的氨基酸，并将它们分配给转移RNAs在核糖体中合成蛋白质。作为决定遗传密码的一个重要步骤，tRNA合成酶已经存在了几十亿年。

　　然而，这一蛋白质制造机器的重要部分却并没有停止演变。现在，在发表于11月15日《分子细胞》(Molecular Cell)杂志上一项新研究中，郭敏和来自以色列-加拿大医学研究所的Ehud Razin领导一个国际科学家小组证实该酶实际上还在人类的另一个基础过程――转录中发挥了重要作用。这一切的发生只是由于酶上的一个特殊位点发生了一次化学改变(磷酸化作用)，因而触动了一系列的结构改变，将该酶从翻译转换到另一个任务――调控转录。

　　郭敏说：“回想我们在研究中看到的合成酶的结构改变，它非常像电影中的变形金刚(Transformers)。就像变形金刚从一部车变成机器人，通过改变结构它由一种机器转变成为了能够完成完全不同的任务的另一种机器。这是第一次人们能够从机械角度揭示如何改变这种酶的功能，并确切了解它的运作机制。”

　　郭敏说这一新发现对于我们了解包括过敏和癌症在内的免疫反应具有重大的影响。

　　他指出tRNA合成酶这种不同寻常的转变最初是在肥大细胞中被发现。肥大细胞是机体抵御细菌和病毒等病原体的第一防线。为了识别病原体和感染的其他迹象，肥大细胞散布于大部分组织中，但最为重要的是定位在身体与环境的接触面例如皮肤和粘膜的肥大细胞。肥大细胞激活是引发过敏的一个关键步骤，过敏时激活的肥大细胞分泌组胺等预先生成的介质，并合成新介质来扩大过敏反应。结果表明肥大细胞调动了tRNA合成酶参与转录调控，并在数分钟内推动整个信号级联反应。

　　郭敏说：“新研究显示了一个管家机器(housekeeping machine)如何为一种调控反应发生改变的机制。一些东西到现在才得到注意。”

　　最近的研究还表明新研究中这种转变的合成酶还促进了乳腺癌细胞的转移。

　　郭敏说：“通过设计一种方法阻止这一合成酶转变，有可能能够限制转移。但你必须要在设计某些东西改变它之前先了解机制。新研究为我们提供了一个基本框架，显示了这一转变是如何运作的。”