研究揭示氨基酸感知和信號傳導(dǎo)機制

復(fù)旦大學(xué)趙世民、徐薇、徐彥輝團隊通過近5年的持續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，tRNA合成酶除了識別氨基酸和激活tRNA在蛋白質(zhì)合成中扮演功能外，還具有修飾蛋白質(zhì)賴氨酸的功能。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于《細胞代謝》。

氨基酸除參與蛋白質(zhì)合成外，眾多氨基酸還參與不同的重要信號通路調(diào)控。但氨基酸如何被感知、tRNA合成酶如何參與氨基酸的感知和信號傳導(dǎo)，長期未能被破解。

研究人員發(fā)現(xiàn)，tRNA合成酶除了識別氨基酸和激活tRNA在蛋白質(zhì)合成中扮演功能外，還具有修飾蛋白質(zhì)賴氨酸的功能。當(dāng)細胞內(nèi)某種氨基酸水平升高的時候，此氨基酸會結(jié)合其對應(yīng)的tRNA合成酶，生成活性中間體氨酰AMP。同時，發(fā)現(xiàn)氨基酸還促進了氨酰tRNA合成酶與特定的胞內(nèi)蛋白質(zhì)相互結(jié)合，并通過活性中間體氨酰AMP修飾蛋白質(zhì)，把這個氨基酸修飾到底物蛋白質(zhì)的賴氨酸上。被氨基酸修飾的蛋白質(zhì)性質(zhì)發(fā)生改變，將氨基酸豐富程度的信息傳遞給細胞信號網(wǎng)絡(luò)。研究還發(fā)現(xiàn)，修飾到底物蛋白質(zhì)賴氨酸上的氨基酸至少可以被包括去乙酰化酶在內(nèi)的一些去修飾酶移除。

專家表示，這項研究為解釋氨基酸感知和信號傳導(dǎo)的問題打開了新的窗口。基于這些發(fā)現(xiàn)，人們將有可能闡明不同氨基酸如何特異調(diào)控不同信號通路、不同tRNA合成酶突變?nèi)绾螌?dǎo)致不同人類疾病的機制，并開發(fā)全新的干預(yù)策略。