人D-酪氨酰-tRNA脫?；福╤-DTD）的功能研究.pdf

1、本文論述了人D-酪氨酰-tRNA脫酰基酶（h-DTD）的功能研究。 在地球上的三界中的生物，都選擇了以L構(gòu)象的氨基酸作為蛋白質(zhì)合成的原料，D構(gòu)象的糖作為核酸合成的原料，D-氨基酸曾經(jīng)被認(rèn)為只存在于細(xì)菌細(xì)胞壁中。隨著分析手段的提高，人們發(fā)現(xiàn)很多生物體內(nèi)不僅有D-氨基酸參與蛋白質(zhì)合成，還存在著大量的游離D-氨基酸。D-氨基酸被發(fā)現(xiàn)對(duì)很多生物體都具有毒性，在大腸桿菌中D-的氨基酸毒性被發(fā)現(xiàn)主要來(lái)自于通過(guò)氨?；瘉?lái)占據(jù)tRNA(1)，造成

2、細(xì)胞內(nèi)能參與正常代謝的L-氨?；痶RNA以及游離tRNA的缺乏，從而抑制蛋白質(zhì)的合成。三界的生物中都能發(fā)現(xiàn)D-酪氨酰-tRNA脫酰酶(D-Tyr-tRNA<'Tyr>Deacylase,DTD)，能夠水解多種被錯(cuò)誤D-氨?；膖RNA，來(lái)釋放tRNA以對(duì)D-氨基酸去毒(1-3)。 在人體內(nèi)，存在著高濃度的D-氨基酸，并且這些D-氨基酸具備著重要的生理功能。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中存在著高濃度的D-絲氨酸和D-天冬氨酸。D-絲氨酸作為神經(jīng)

3、系統(tǒng)中起著多種重要功能的谷氨酸受體NMDA受體的生理配基，起著非常重要的作用。而D-天冬氨酸不僅在神經(jīng)系統(tǒng)總可以起到神經(jīng)遞質(zhì)/神經(jīng)調(diào)制的作用，在內(nèi)分泌系統(tǒng)中還能夠起著調(diào)節(jié)激素合成釋放的作用(4)。D-天冬氨酸和D-絲氨酸在A β肽中的沉積引起的肽折疊錯(cuò)誤一直被認(rèn)為是阿爾森海默氏病(alzheimer's disease，AD)的重要病因。所以控制tRNA的質(zhì)量，尤其是保證tRNA正確的氨基酸手相偏好性對(duì)于保證遺傳信息的忠實(shí)傳遞，維持人體

4、尤其是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能有著重要的作用。 研究表明人D-酪氨酰-tRNA脫?；?h-DTD)主要分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的大神經(jīng)元中，與D-氨基酸在腦中的分布有著很高的一致性。免疫組化和免疫熒光實(shí)驗(yàn)都表明h-DTD主要定位于核周，能夠和核孔復(fù)合體(nuclear pore complex，NPC)標(biāo)記物共定位。分段定位表明，與DNA結(jié)合有關(guān)的C端結(jié)構(gòu)域不影響h-DTD的核周定位。使用抗血清來(lái)對(duì)HeLA細(xì)胞內(nèi)源性h-DTD進(jìn)行免疫

5、熒光染色，發(fā)現(xiàn)處于不同細(xì)胞周期中的細(xì)胞中，有的h-DTD主要定位于核周而有的在核中也有分布。在M期的細(xì)胞中，h-DTD和NPCmarker一樣顯示出紡錘體樣分布。免疫電鏡實(shí)驗(yàn)表明定h-DTD主要位于HeLa細(xì)胞核孔處，在核內(nèi)以及核仁生發(fā)中心也有膠體金顆粒分布。高濃度D-Tyr的處理能夠引起tRNA<'Tyr>的核聚集，并使的tRNA<'Tyr>氨酰化水平不升反降。h-DTD沉默和D-Tyr的處理都能夠使tRNA<'Tyr>表達(dá)水平下降。

6、h-DTD沉默會(huì)加重D-Tyr對(duì)蛋白質(zhì)合成的抑制。過(guò)表達(dá)h-DTD能減弱D-<'Tyr>D-Asp和D-Ser的對(duì)HeLa細(xì)胞的毒性，而h-DTD沉默則會(huì)加重其毒性。h-DTD沉默和D-Tyr的處理都使Gl期的細(xì)胞總量減少，S和G2/M期的細(xì)胞總量增高。這些結(jié)果說(shuō)明核孔處的h-DTD很可能起著過(guò)濾D-氨?；膖RNA的作用，通過(guò)水解來(lái)防止D-氨?；膖RNA出核來(lái)控制tRNA的質(zhì)量，在細(xì)胞中擔(dān)負(fù)著D-氨基酸去毒的任務(wù)。作為一個(gè)單獨(dú)的能作