研究揭示氨基酸感知和信號傳導機制

復旦大學趙世民、徐薇、徐彥輝團隊通過近5年的持續研究發現，tRNA合成酶除了識別氨基酸和激活tRNA在蛋白質合成中扮演功能外，還具有修飾蛋白質賴氨酸的功能。相關研究成果日前在線發表于《細胞代謝》。

氨基酸除參與蛋白質合成外，眾多氨基酸還參與不同的重要信號通路調控。但氨基酸如何被感知、tRNA合成酶如何參與氨基酸的感知和信號傳導，長期未能被破解。

研究人員發現，tRNA合成酶除了識別氨基酸和激活tRNA在蛋白質合成中扮演功能外，還具有修飾蛋白質賴氨酸的功能。當細胞內某種氨基酸水平升高的時候，此氨基酸會結合其對應的tRNA合成酶，生成活性中間體氨酰AMP。同時，發現氨基酸還促進了氨酰tRNA合成酶與特定的胞內蛋白質相互結合，并通過活性中間體氨酰AMP修飾蛋白質，把這個氨基酸修飾到底物蛋白質的賴氨酸上。被氨基酸修飾的蛋白質性質發生改變，將氨基酸豐富程度的信息傳遞給細胞信號網絡。研究還發現，修飾到底物蛋白質賴氨酸上的氨基酸至少可以被包括去乙酰化酶在內的一些去修飾酶移除。

專家表示，這項研究為解釋氨基酸感知和信號傳導的問題打開了新的窗口。基于這些發現，人們將有可能闡明不同氨基酸如何特異調控不同信號通路、不同tRNA合成酶突變如何導致不同人類疾病的機制，并開發全新的干預策略。