中美学者最新Science文章解析蛋白产物之谜

　　距离人类基因组序列的测序完成已经过去几十年了，但是我们对于基因的一些功能依然知之甚少，一些我们认为已经了解了很多的基因会出现一些可变剪接，导致编码出科学家们之前并不认知的蛋白，完成一些未知的功能。

　　来自香港科技大学，美国Scripps研究所等处的研究人员发表了题为“Human tRNA synthetase catalytic nulls with diverse functions”的文章，针对一种关键的基因家族展开研究，证明了非酶作用的可变剪接也许更为常见，这会改变我们熟知的基因，产生具有其它多元的、功能先前没有被认识到的蛋白。

　　这一研究成果公布在7月17日的Science杂志上。

　　氨酰tRNA合成酶(AARS)是一类在蛋白质合成过程中起着重要作用的酶，它通过与 tRNA及其相应氨基酸的专一性识别作用，使得基因序列能够被精确地翻译成蛋白质。一旦氨基酸被传递给tRNA，就可以按照DNA蓝图进行蛋白质翻译，之前的研究表明，AARS酶的可变剪接可产生具有新功能的全新AARS蛋白。

　　在这篇文章中，研究人员聚焦于AARS基因，分析其可变剪接后出现的蛋白版本，结果他们发现了许多不同形式的蛋白产物，其中大多数失去了将氨基酸被传递给tRNA的功能。

　　有趣的是，研究人员发现如果令这些AARS片段过量表达，那么就会导致出现不同的细胞活性，这表明这些片段能完成独特的功能，这些功能与之前所知的AARS经典功能不同。

　　这项研究表明即使是我们熟知的基因，也能产生具有其它多元的、功能先前没有被认识到的蛋白。

　　氨基酰-tRNA合成酶(AARS)的催化特异性对遗传信息的准确传递十分重要。亮氨酰-、异亮氨酰-及缬氨酰-tRNA合成酶（LeuRS, IleRS, ValRS）通过“转移后编校”水解错误的氨基酰化产物。这类aaRS的编校结构域是插入活性中心称为CP1(Connective Peptide 1)的插入肽段。

　　之前的研究表明来源于原始的超嗜热菌Aquifex aeolicus的LeuRS（AaLeuRS）能编校这一类酶催化产生的氨基酰化产物或误氨基酰化产物，例如Ile-tRNAIle, Val-tRNAIle, Val-tRNAVal, Thr-tRNAVal和Ile-tRNALeu。

　　一组研究人员设计了携带三重识别元件的RNA小螺旋(minihelixLIV)以模拟原始的tRNA，研究了AaLeuRS，大肠杆菌IleRS和 LeuRS, 枯草杆菌ValRS单独的CP1肽段编校误氨基酰化小螺旋的能力。结果表明只有AaLeuRS单独的CP1肽段可以水解误氨基酰化的小螺旋，例如Ile -minihelixLIV, Val-minihelixLIV 和Thr-minihelixLIV，而IleRS及ValRS的单独的CP1肽段则不能。这些结果说明AaLeuRS可能有着比IleRS及ValRS 更为原始的编校特性，其编校结构域可能保留了三种酶共同的祖先编校结构域，它应当具有非专一性的编校功能。