王恩多院士最新《RNA》文章

　　

生物通综合：来自中科院上海生化与细胞所分子生物学国家重点实验室等处的研究人员发现了一种现存的具有祖先编校特性（ancestral editing properties ）的氨基酰-tRNA合成酶，揭示了AaLeuRS可能有着比IleRS及ValRS更为原始的编校特性，其编校结构域可能保留了三种酶共同的祖先编校结构域，为研究氨基酰-tRNA合成酶催化特异性进化提供了的重要线索。 这一研究成果公布在《RNA》杂志上。

领导这一研究的是生化与细胞所王恩多院士。

原文摘要：
Published online before print November 9, 2006, 10.1261/rna.228707
RNA (2007), 13:15-21. Published by Cold Spring Harbor Laboratory Press. 
A present-day aminoacyl-tRNA synthetase with ancestral editing properties

氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)的催化特异性对遗传信息的准确传递十分重要。亮氨酰-、异亮氨酰-及缬氨酰-tRNA合成酶（LeuRS, IleRS, ValRS）通过“转移后编校”水解错误的氨基酰化产物。这类aaRS的编校结构域是插入活性中心称为CP1(Connective Peptide 1)的插入肽段。王恩多研究组的研究结果表明，来源于原始的超嗜热菌Aquifex aeolicus的LeuRS（AaLeuRS）能编校这一类酶催化产生的氨基酰化产物或误氨基酰化产物，例如Ile-tRNAIle, Val-tRNAIle, Val-tRNAVal, Thr-tRNAVal和Ile-tRNALeu。 

为了进一步研究AaLeuRS这一广泛的编校活性，研究者们设计了携带三重识别元件的RNA小螺旋(minihelixLIV)以模拟原始的tRNA，研究了AaLeuRS，大肠杆菌IleRS和 LeuRS, 枯草杆菌ValRS单独的CP1肽段编校误氨基酰化小螺旋的能力。结果表明只有AaLeuRS单独的CP1肽段可以水解误氨基酰化的小螺旋，例如Ile-minihelixLIV, Val-minihelixLIV 和Thr-minihelixLIV，而IleRS及ValRS的单独的CP1肽段则不能。这些结果说明AaLeuRS可能有着比IleRS及ValRS更为原始的编校特性，其编校结构域可能保留了三种酶共同的祖先编校结构域，它应当具有非专一性的编校功能

附：
王恩多

研究员，博士生导师。

1965－1969和1978－1981两次中国科学院上海生物化学研究所研究生毕业。
1984－1987年在美国加州大学戴维斯分校医学院访问，
1992年10－12月，1994年10－12月，1998年1－4月在法国斯特拉丝堡法国国家科学研究中心分子与细胞研究所合作研究，1996年9月－1997年2月在香港科学技术大学生物化学系进行研究工作，
2000年6－8月在加拿大Laval大学生物化学系，进行合作研究。

为中国科学院上海生命科学院生物化学与细胞生物学研究所学位评定委员会委员。从事生物化学与分子生物学研究，研究方向为酶与核酸的相互作用。目前主要以氨基酰-tRNA合成酶和相关tRNA为对象进行研究。已主持和承担国家和中国科学院重大和重点研究项目14项。发表论文80余篇，申请发明专利4项，以第一完成人获得2000年度上海市科学技术进步奖一等奖1项，2001年度国家自然科学奖二等奖1项。已指导和培养博士研究生16名，硕士生3名，所培养的研究生获得包括中国科学院院长奖学金的各类奖项20人次。曾多次获得上海市“三八红旗手”、2000年度上海市“三八红旗手标兵”、1998－2000年度上海市劳动模范称号。 


研究简介

研究方向为酶与核酸的相互作用，氨基酰-tRNA合成酶是蛋白质生物合成过程中的一类关键酶。它催化蛋白质生物合成过程中的第一步反应－tRNA的氨基酰化反应。氨基酰-tRNA合成酶对tRNA的精确识别保证了遗传信息由核酸传递到蛋白质的精确性。 所以研究氨基酰-tRNA合成酶具有重要的生物学意义。随着研究的深入，氨基酰-tRNA合成酶还可以为人类的疾病防止和治疗、改善人类生存环境提供理论依据和新的思路。本研究组用分子生物学、生物化学与生物物理方法，从基因克隆、高表达和突变入手，研究不同来源的亮氨酰-和精氨酰-tRNA合成酶(LeuRS, ArgRS)及其相关tRNA的相互作用。重点研究酶分子上与相关tRNA精确相互作用的氨基酸残基和结构域，这种精确识别包括合成正确产物和校正错误的中间产物和终产物的催化机制；tRNA分子上与酶精确识别的硷基；不同来源的同种氨基酰-tRNA合成酶对抑制剂的选择性。以了解酶与tRNA相互作用与精确识别的结构基础和作用机理。过去的研究结果有：通过基因定点研究了ArgRS与氨基酰化活力有关的重要的氨基酸残基；首次发现大肠杆菌tRNAArg2分子上的A20是大肠杆菌ArgRS识别tRNA的重要元件；首次结晶了大肠杆菌ArgRS，解出了晶胞参数，对晶体进行了初步研究；用核磁共振方法研究了ArgRS与底物结合时引起的构象变化。首次发现并证明LeuRS的CP1结构域内的292E和293A间的肽键对酶活力至关重要; 首次发现LeuRS的292E－293A肽键间插入253－292之间40个氨基酸残基的插入突变变种LeuRS-A催化tRNALeu2亮氨酰化的速度为tRNALeu1的3倍，证明了LeuRS-A对tRNALeu等受体的识别是对接受茎上第一对碱基对是否为摆动碱基对的识别;首次发现LeuRS的CP1是编校活性中心所在，某些在该结构域的变种也可以不同程度误氨基酰化tRNALeu的等受体。研究结果多次被《生物化学年鉴》和《细胞》中的综述，《美国科学院院报》，《欧洲分子生物学组织杂志》和《生物化学》的研究论文引用。研究组与法国，加拿大，美国等多家实验室有合作研究关系。