大腸桿菌亮氨酰-tRNA合成酶編校結構域和其與蛋氨酸和異亮氨酸復合物晶體結構的研究.pdf

1、氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)通過氨?；磻撠煱寻被峁矁r連接到其對應的tRNA上，這在維持蛋白質合成的保真度上起到重要作用。亮氨酰-tRNA合成酶不僅可以把共軛的亮氨酸而且可以把相近的異亮氨酸和蛋氨酸共價連接到tRNA<'Leu>。亮氨酰-tRNA合成酶的編校結構域能水解錯配的Ile-tRNA<'Leu>和Met-tRNA<'Leu>。 我們解析了大腸桿菌亮氨酰-tRNA合成酶編校結構域(ecLeuRS-ED)本身和其分

2、別與蛋氨酸和異亮氨酸復合物的晶體結構。這些結構為ecLeuRS-ED編校功能的闡明提供了詳盡分子基礎的新視角。Met和Ile精確底物識別和結合的詳細結構分析揭示了在編?；钚晕稽c上底物的結合和識別機制。編?；钚晕稽c由一系列參與精確識別和結合非共軛氨基酸的保守氨基酸位點組成。底物結合口袋有一個為異亮氨酸和蛋氨酸在立體化學上優(yōu)化的而對亮氨酸有阻礙作用的剛性結構。 基于我們測定的結構和之前已有的生化數(shù)據(jù)，我們提出ecLeuRS-ED采用

3、了一種鎖鑰機制來識別和區(qū)分氨基酸。在編校反應中錯配的氨基酸的水解依賴于對底物主鏈和支鏈的適當?shù)慕Y合和正確的識別。ecLeuRS-ED的編?；钚晕稽c有一個非常剛性的有很精確設計的立體化學性質的結構(鎖)，采用一系列保守氨基酸殘基來精確結合和識別錯配的非共軛氨基酸而區(qū)分排斥正確的共軛氨基酸，具體就是采用Met336、Asp345，另外可能還有Thr247對底物主鏈進行識別，采用Thr252、Met336和Val338對支鏈進行識別。一個氨基

4、酸底物(鑰匙)可以適合到底物結合口袋中來，包括幾何構象上的性質(尺寸和長度)，也包括化學上的性質，可以結合到口袋中，并形成合適的構象位置來完成水解反應。不適合進編校位點的氨基酸將會被排斥掉，因為它們要么太小以至于不能緊密結合在活性位點(比如Ala) ，要么和蛋白質上口袋中活性位點周圍的氨基酸殘基有立體化學位阻(比如Leu)。結構比較也揭示了氨基酰-tRNA合成酶Ia亞類共享一個保守的編校結構域的結構核心和編?；钚晕稽c處保守的氨基酸殘基