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在古生物中依赖RNA的氨酸生物合成
Anselm Sauerwald1, Wenhong Zhu, Tiffany A Major
1Department of Molecular Biophysics and Biochemistry, Yale University, New Haven, CT 06520-8114, USA.
Science (New York, N.Y.)
|March 26, 2005
概括
甲原性古生物使用一种新的氨酸合成途径,使用O-phosphoseryl-tRNA合成酶 (SepRS) 和Sep-tRNA:Cys-tRNA合成酶 (SepCysS) 来产生Cys-tRNA (Cys). 这一途径对于缺乏cysteinyl-tRNA合成酶 (CysRS) 的生物体中的囊蛋白生物合成至关重要.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 分子生物学分子生物学
- 古代生物生物学 古代生物生物学
背景情况:
- 许多甲原体古生物缺乏正规的cysteinyl-tRNA合成酶 (CysRS).
- 这表明这些生物体中存在一种替代的氨酸纳入蛋白质的机制.
研究的目的:
- 阐明在缺乏CysRS的古生物中氨酸-tRNA (Cys) 形成的机制.
- 研究O-phosphoserine (Sep) 在这种替代途径中的作用.
- 为了确定这种途径是否对囊蛋白生物合成至关重要.
主要方法:
- 酶活性测定使用从Methanocaldococcus jannaschii.chii部分净化的蛋白质.
- 鉴定和表征O-phosphoseryl-tRNA合成酶 (SepRS) 和Sep-tRNA:Cys-tRNA合成酶 (SepCysS). 这两种酶的作用.
- 在古物种之间进行比较基因组分析.
- 在Methanococcus maripaludis中进行基因删除实验,以评估氨酸辅变异.
主要成果:
- tRNA(Cys) 是由SepRS与O-phosphoserine (Sep) 结合的,而不是cysteine.
- 随后,sep-tRNA (Cys) 被SepCysS转化为Cys-tRNA (Cys).
- 在Methanococcus maripaludis中,SepRS-SepCysS通路对于氨酸生物合成至关重要,正如基因删除后的auxotrophy所证明的那样.
- 基因组数据表明,这种途径在所有缺乏CysRS.
结论:
- 一个涉及SepRS和SepCysS的新途径负责Cys-tRNA (Cys) 合成在缺乏CysRS的古生物中.
- 这一途径对于这些生物体中的氨酸生物合成和蛋白质翻译至关重要.
- 塞普-tRNA转换和单半氨酸结合之间的化学类比表明,这种途径可能是遗传密码中的两个氨基酸的祖先.