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PNAS:古老酶類“搖身一變”在人體中實現新功能

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摘要:近日,一項發表在國際雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中,來自斯克里普斯研究所的研究人員通過研究發現,人類機體的酶類似乎同細菌細胞中的酶類并沒有改變多少,實際上,這種酶類非常特殊,因為其有能力改變自身的形狀,但卻并未對基本的架構進行改良。

PNAS:古老酶類“搖身一變”在人體中實現新功能

圖片來源:www.phys.org

2016年12月13日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一項發表在國際雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中,來自斯克里普斯研究所的研究人員通過研究發現,人類機體的酶類似乎同細菌細胞中的酶類并沒有改變多少,實際上,這種酶類非常特殊,因為其有能力改變自身的形狀,但卻并未對基本的架構進行改良。

文章中,研究者Schimmel及其同事重點對酶類家族成員氨酰基tRNA合成酶進行了相關研究,這些酶類源于古老細菌,在過去其能夠編碼遺傳信息來幫助產生氨基酸,隨著時間延續,這些酶類就會進化成為在高度復雜生命體中履行多種功能的關鍵酶類,比如人類。氨酰基tRNA合成酶和有機體復雜性的構成有關,比如產生人類機體的組織和器官。當然這些新功能也會被一些“修飾品”所控制,或者能夠被氨酰基tRNA合成酶所調節,這在細菌細胞中往往是缺失的,然而有一種關鍵的氨酰基tRNA合成酶—AlaRS,其缺少了任何新的修飾,同時其也能夠利用一種先前存在的結構來在人類機體中扮演多種功能。

這項研究中,研究人員利用兩種成像技術:X射線晶體學技術和小角x射線散射技術來深入分析AlaRS,結合功能性分析,最終研究者闡明了AlaRS的結構域—C-Ala,其能夠在人類機體中承擔一種新的角色,研究者將其比作飛機的翅膀,Schimmel說道,大自然會為我們提供多種方式來重塑問題,比如C-Ala,一旦出現這種重塑現象就代表著新功能的產生。

下一步研究者將通過深入研究來闡明人類機體中C-Ala的新功能,當然這對于研究和氨酰基tRNA合成酶突變相關的人類疾病非常關鍵,比如神經變性疾病等。(生物谷Bioon.com)

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PNAS:古老酶類“搖身一變”在人體中實現新功能

doi:10.1073/pnas.1617316113
PMC:
PMID:

Two crystal structures reveal design for repurposing the C-Ala domain of human AlaRS

Litao Sun et al.

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