大肠杆菌氨基酰-tRNA合成酶的乙酰化

批准号:
31570792
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
王恩多
依托单位:
学科分类:
C0505.蛋白质、多肽与酶生物化学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄骞、叶青、纪泉泉、范佳奕
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中文摘要
氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)催化氨基酰-tRNA的合成,为蛋白质合成提供原料,它还通过编校反应防止错误的氨基酸掺入蛋白质,保证遗传信息准确传递,在蛋白质合成质量控制中起重要作用。乙酰化修饰是重要的蛋白质翻译后修饰,通过修饰可以调节蛋白质的功能。质谱分析发现大肠杆菌aaRS中的亮氨酰-tRNA合成酶(LeuRS)和精氨酰-tRNA合成酶(ArgRS)存在乙酰化修饰,但乙酰化修饰对酶功能的影响从未见报道。本项目将以质谱结果为线索,研究这两种 aaRS的重要位点乙酰化与活力的关系,分别深入研究LeuRS和ArgRS经乙酰化修饰的酶学动力学常数的影响、与tRNA结合能力的变化,和乙酰化修饰后LeuRS的编校功能的改变,探讨这两种酶产生乙酰化修饰的生理条件。该项目将使我们更好地理解aaRS功能的动态变化,拓展我们对aaRS参与蛋白质合成质量控制的认识。
英文摘要
Aminoacyl-tRNA synthetases (aaRS) catalyze the ligation of amino acids with its cognate tRNA to produce aminoacyl-tRNA as materials of protein biosynthesis. The editing activity of some aaRSs effectively prevents from formation of mis-aminoacyl-tRNA which will carry the wrong amino acid to incorporate to protein. The accuracy of recognition of aaRS to its cognate amino acid and tRNA ensures the fidelity of translation from mRNA to protein. aaRS plays a very important role in the quality control system of protein biosynthesis. Acetylation is an important modification of post-translational on and involved in many critical functions of cells. By Mass Spectrometry (MS) acetylation of leucyl- and arginyl-tRNA synthetase (LeuRS and ArgRS) from Escherichia coli was found. However the effect of acetylation of the LeuRS and ArgRS on their functions still has not been revealed. In this project, from our preliminary MS results we will investigate the effects and mechanisms of acetylated LeuRS and ArgRS from Escherichia coli, including identify the crucial Lys residues of acetylation in the two aaRSs, study on the relationship between acetylation and activity of the two aaRSs, assay the enzymatic kinetic properties of acetylated LeuRS and ArgRS, analyze the affinity of the two modified aaRSs with their cognate tRNAs and investigate the editing function of the acetylated LeuRS. Further we will explore the physiology conditions to produce acetylation of the two aaRSs. This work will help us to understand the dynamical changes of the functions of aaRSs by modification of post translation and expand our knowledge about the role of aaRSs in quality control of protein biosynthesis.
以往的蛋白组学分析表明,很多生物体中的氨基酰-tRNA合成酶(aaRSs)能够通过赖氨酸(Lys)的乙酰化来修饰,在本研究中,过表达和纯化大肠杆菌亮氨酰-tRNA合成酶和精氨酰-tRNA合成酶,通过质谱(MS)发现赖氨酸残基被乙酰化。谷氨酰胺(Gln)扫描突变显示,大肠杆菌亮氨酰-tRNA合成酶上的Lys619, Lys624 Lys809 残基和大肠杆菌精氨酰-tRNA合成酶上的Lys49, Lys126, Lys197, Lys198 and Lys408 可能在酶活性上起重要作用。此外,我们利用一种新的蛋白质表达系统,在特定位点获得了含有乙酰化的赖氨酸(AcK)的酶,并研究了他们的催化活性。这些赖氨酸残基的乙酰化可通过影响氨基酸活化和/或对tRNA的亲和力来影响其氨基酰化活性。体外实验表明,乙酰磷酸(AcP)非酶乙酰化大肠杆菌亮氨酰-tRNA合成酶和精氨酰-tRNA合成酶,并提示西丁类sirtuin去乙酰化酶CobB可以使乙酰化的这两种酶去乙酰化反应。这些发现暗示赖氨酸ε氨基的乙酰化控制氨基酰-tRNA合成酶活性,氨基酰-tRNA合成酶的去乙酰化和乙酰化分别起到活力开关的作用。这是一种最经济、最快速的调节氨基酰-tRNA合成酶活力的方式,通过这种方式来调节蛋白质合成原料氨基酰-tRNA的生成速度,进而调节蛋白质合成的速度。通过本项目支持,在国际刊物上发表4篇研究论文和2篇中文综述。3位研究生获得博士学位。5位外国科学家访问了我们实验室。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:47(16), 8662-8674
发表时间:2019
期刊:Nucleic Acids Research
影响因子:--
作者:Zhou XL;Chen Y;Zeng QY;Ruan ZR;Wang ED
通讯作者:Wang ED
DOI:--
发表时间:2016
期刊:生命科学
影响因子:--
作者:叶青;王恩多
通讯作者:王恩多
Acetylation of lysine -amino groups regulates aminoacyltRNA synthetase activity in Escherichia coli
赖氨酸氨基的乙酰化调节大肠杆菌中氨酰基 RNA 合成酶的活性
DOI:--
发表时间:2017
期刊:The Journal of Biological Chemistry
影响因子:--
作者:Ye Q;Ji QQ;Yan W;Yang F;Wang ED
通讯作者:Wang ED
DOI:--
发表时间:2019
期刊:生命科学
影响因子:--
作者:李静;刘如娟;王恩多
通讯作者:王恩多
The G3-U70-independent tRNA recognition by human mitochondrial alanyl-tRNA synthetase
人线粒体丙氨酰-tRNA合成酶对G3-U70独立的tRNA识别
DOI:10.1093/nar/gkz078
发表时间:2019
期刊:Nucleic Acids Research
影响因子:14.9
作者:Zeng Qi-Yu;Peng Gui-Xin;Li Guang;Zhou Jing-Bo;Zheng Wen-Qiang;Xue Mei-Qin;Wang En-Duo;Zhou Xiao-Long
通讯作者:Zhou Xiao-Long
tRNA反密码环上m5C修饰的分子机制和功能研究
- 批准号:31870811
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:王恩多
- 依托单位:
链霉菌两类亮氨酸tRNA与相关蛋白质的相互作用
- 批准号:91440204
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:300.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:王恩多
- 依托单位:
tRNA对蛋白质合成质量控制的作用及其新功能的研究
- 批准号:31130064
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:300.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:王恩多
- 依托单位:
人细胞质氨基酰-tRNA合成酶的研究
- 批准号:30930022
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:175.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:王恩多
- 依托单位:
贾第虫亮氨酰-tRNA合成酶及其与tRNA的相互作用研究
- 批准号:30670463
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:王恩多
- 依托单位:
超耐热菌亮氨酸tRNA与亮氨酰-tRNA合成酶相互作用重要碱基的研究
- 批准号:30570380
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:王恩多
- 依托单位:
哺乳动物细胞氨基酰-tRNA合成酶的研究
- 批准号:30330180
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:115.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:王恩多
- 依托单位:
涉及LeuRS校正功能的亮氨酸tRNA的碱基研究
- 批准号:30270310
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:王恩多
- 依托单位:
大肠杆菌和超耐热菌亮氨酰-tRNA合成酶的肽段重组研究
- 批准号:30170224
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:18.0万元
- 批准年份:2001
- 负责人:王恩多
- 依托单位:
大肠杆菌精氨酰tRNA合成酶基因的表达调空
- 批准号:39670412
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:1996
- 负责人:王恩多
- 依托单位:
国内基金
海外基金
