アミノアシルtRNA合成酵素で,その配列は既知の2つのクラスに適合しない
C Fàbrega1, M A Farrow, B Mukhopadhyay
1The Skaggs Institute for Chemical Biology, The Scripps Research Institute, Beckman Center, 10550 North Torrey Pines Road, La Jolla, California 92037, USA.
研究者らは,古生物における新しいシステニル転送RNA合成酵素を発見し,既存のタンパク質合成モデルに挑戦した. この古代の酵素にはカノニカルモチーフが欠けていて,本質的なアミノアシレーション反応の進化の経路が異なることを示唆しています.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 分子生物学は分子生物学である.
- 進化生物学の進化生物学について
背景:
- アミノアシル転送RNA合成酵素は,タンパク質合成に不可欠な酵素であり,アミノ酸が対応するtRNAに結合することを触媒として作用する.
- これらの酵素は,活性サイトアーキテクチャと保存された配列モチーフに基づいて2つの保存クラスに分けられます.
- いくつかの古生物におけるシステニル-tRNA合成酵素のための認識可能な遺伝子の欠如は,タンパク質合成を理解するためのパズルを提示しました.
研究 の 目的:
- 古代生物のシステニル-tRNA合成酵素,特にメタノコックス jannaschii.を特定し,特徴づけること.
- この潜在的に新しい合成酵素の進化的起源と機能的特性を調査する.
- 定式合成酵素遺伝子が欠けているアルカイアのtRNAにシステインを組み込むメカニズムを解明する.
主な方法:
- 潜在的合成酵素遺伝子を特定するためのバイオ情報分析.
- 酵素活性と基質特異性を特徴付けるためのインビトロ生化学分析.
- 機能を確認するために,古代宿主におけるin vivo研究.
主要な成果:
- Methanococcus jannaschiiとDeinococcus radioduransで新しいシステニル-tRNA合成酵素が特定されました.
- この酵素には,既知の2種類のtRNA合成酵素の特徴である保存された配列モチーフが欠けている.
- 特徴付けにより,アミノアシレートシステインを同種のtRNAにアミノアシレートする能力が in vitroとin vivoの両方で確認されました.
- 酵素のユニークな構造は,古代の起源を示唆し, kanonical synthetase クラスの分岐に先立ちました.
結論:
- この独特のシステニル-tRNA合成酵素の発見は,タンパク質合成の進化に関する新しい視点を提供しています.
- これは,これらのアーカイアにおけるシステインアミノアシレーションが,改変されたカノニカル酵素に依存するという概念に異議を唱えている.
- この発見は,必須のアミノアシル-tRNA合成酵素の代替的な進化経路の存在を示唆しています.
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