生物谷报道：生物体中，蛋白质制造过程细胞所发生的小错误都可能导致深远的致病效应。但是，人们对细胞用于校正错误的过程还不完全清楚。美国Scripp研究所得研究人员近期的一项研究揭示出了这种编辑过程的两种令人惊讶的新方法。这项研究的结果刊登在1月3日的《自然》杂志上，领导这个研究组的Paul Schimmel教授表示，新发现将有助于确定出一系列疾病的潜在病因，并可能找到纠正这些错误的方法。
制造蛋白质对生命来说至关重要，但是该过程非常复杂，包括很多参与成分。细胞中的mRNA充当蛋白质合成的指令。核糖体则是阅读这些指令并根据指令与携带氨基酸的tRNA（转运RNA）结合的细胞机构。在大多数情况下，一个单独、特殊形式的tRNA只与一个单独的氨基酸结合，并且一种叫做合成酶的生物酶负责将两者连接起来。
在非常罕见的情况下，tRNA会与错误的氨基酸结合。如果这种错误（或者叫做错误翻译）没有被校正，那么错误翻译的氨基酸最终被整合到一个蛋白质中。
Schimmel研究组过去的研究证实，掺杂上一个错误的氨基酸能够对健康产生深远影响。
之前，这个领域的研究者普遍认为识别并将tRNA与相对应的氨基酸结合的和成酶部分非常精确，因此需要little editing。Little editing过程被认为与进行识别和结合的这种合成酶中的同一个检查点相关。
但是这项新的研究则显示，人们需要接收新的观念，至少是对一种广泛研究的酶来说是这样。这种合成酶存在于从细菌到人类的各种生物中，能够与丙胺酸结合。
Schimmel研究组的研究揭示出，这种酶中一个完全不同的部分充当负责鉴定错误翻译并移除除丙胺酸外的任何其他氨基酸的第二个检查点（checkpoint）。引人注意的是，这种酶的第二个区域的活性主要是作用于第一个检查点使用的tRNA的遗传密码中完全相同的两个核苷酸，即鸟嘌呤和尿嘧啶（G3·U70）。
研究人员证实这种编辑检查点在于该酶的其他部分分离时也能从丙胺酸tRNA中有效清除掉错误翻译的氨基酸。进一步的实验揭示出，当G3·
U70碱基对北翻译成不同类型的tRNA时，这种编辑单元仍然能够移除一个非丙胺酸氨基酸——这清楚地表明，这个碱基对市这种活性的触发开关。
此外，研究人员还获得了一项惊人发现。他们发现细胞基因组中具有与赖氨酸合成中第二个检查点具有非常相似的遗传序列的独立区域（其功能长期以来存在争议）能够在试管中独立移除错误翻译的氨基酸。这意味着，这个片断可以充当另外一个检查点来确保蛋白质能够正确合成。这个叫做AlaXp的独立区域（freestanding domain）也靶向G3·U70碱基对。
AlaXp是否确实在细胞中进行蛋白质编辑还不能肯定，并且也不清楚它们如何完成这项功能。但是，这项研究则显示出人类揭开这一系列谜团的巨大可能性。
生物谷推荐原始出处：
Nature 451, 90-93 (3 January 2008) | doi:10.1038/nature06454; Received 28 August 2007; Accepted 7 November 2007
Distinct domains of tRNA synthetase recognize the same base pair
Kirk Beebe1,2, Marissa Mock1,2, Eve Merriman1 & Paul Schimmel1
Department of Molecular Biology and Chemistry and The Skaggs Institute for Chemical Biology, The Scripps Research Institute, 10550 North Torrey Pines Road, La Jolla, California 92037, USA
These authors contributed equally to this work.
Correspondence to: Paul Schimmel1 Correspondence and requests for materials should be addressed to P.S. (Email: schimmel@scripps.edu).
Synthesis of proteins containing errors (mistranslation) is prevented by aminoacyl transfer RNA synthetases through their accurate aminoacylation of cognate tRNAs and their ability to correct occasional errors of aminoacylation by editing reactions1, 2, 3, 4, 5. A principal source of mistranslation comes from mistaking glycine or serine for alanine, which can lead to serious cell and animal pathologies, including neurodegeneration3. A single specific GU base pair (G3U70) marks a tRNA for aminoacylation by alanyl-tRNA synthetase6, 7, 8, 9. Mistranslation occurs when glycine or serine is joined to the G3U70-containing tRNAs, and is prevented by the editing activity that clears the mischarged amino acid. Previously it was assumed that the specificity for recognition of tRNAAla for editing was provided by the same structural determinants as used for aminoacylation. Here we show that the editing site of alanyl-tRNA synthetase, as an artificial recombinant fragment, targets mischarged tRNAAla using a structural motif unrelated to that for aminoacylation so that, remarkably, two motifs (one for aminoacylation and one for editing) in the same enzyme independently can provide determinants for tRNAAla recognition. The structural motif for editing is also found naturally in genome-encoded protein fragments that are widely distributed in evolution10, 11, 12. These also recognize mischarged tRNAAla. Thus, through evolution, three different complexes with the same tRNA can guard against mistaking glycine or serine for alanine.
