上海生科院揭示含編校功能缺陷的亮氨醯-tRNA合成酶的酵母細胞保護機制

6月3日，國際學術期刊《核酸研究》（Nucleic Acids Research）在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所王恩多研究組題為Self-protective responses to norvaline- induced stress in a leucyl-tRNA synthetase editing-deficient yeast strain 的最新研究成果。

氨基醯-tRNA合成酶 (aminoacyl-tRNA synthetase，aaRS)的編校功能負責水解誤活化或誤氨基醯化的氨基酸，對蛋白質合成進行質量控制。一旦某種特定的aaRS的編校功能受損，會導致非對應氨基酸誤摻入蛋白質，引起蛋白質誤摺疊、合成失控。為了應對aaRS編校功能缺陷引起的壓力，細胞也進化出一系列保護性應對機制。

在研究員王恩多的指導下，博士研究生紀泉泉和方誌鵬等人證明正纈氨酸（norvaline，Nva）是對釀酒酵母亮氨醯-tRNA合成酶（Saccharomyces cerevisiae leucyl-tRNA synthetase, ScLeuRS）有最大脅迫的非對應氨基酸。Nva可誤摻入LeuRS編校功能缺陷的酵母細胞（D419A/ScΔleuS）的蛋白質組，導致細胞生長速度變慢、甚至死亡。細胞上調Hsp70幫助錯誤摺疊蛋白質重摺疊。此外，研究首次報道D419A/ScΔleuS細胞可將部分「毒性」的Nva轉換成「非毒性」的氨基酸（Pro, Glu和Gln），降低活性氧簇（ROS）從而降低Nva對D419A/ScΔleuS細胞的脅迫，保護細胞。

該工作得到中科院、國家科技部、國家自然科學基金委的項目資助。

A. Leu的類似物Nva抑制LeuRS編校缺陷型酵母細胞（D419A/ScΔleuS）的生長；B. D419A/ScΔleuS細胞中Nva轉化成非毒性氨基酸的代謝示意圖。

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