探索蛋白质翻译的进化

蛋白质合成的“翻译”的过程涉及到两个氨基酸之间的肽键的形成,是连接到两个不同的转移rna(图示)。长期以来,科学家们一直困惑不知道这些图示进化如此接近对方躺在核糖体。在一项新的研究中,研究人员解释tRNA-like组件作为支架之间的肽键形成氨基酸acid-bound“RNA minihelices”一半tRNA-like分子。

遗传信息储存在DNA“解码”形成蛋白质通过翻译的过程。这包括氨基酸之间的肽键的形成必然转移核糖核酸(tRNA)分子滑翔在核糖体在非常靠近对方,肽链延长,后来发生构象变化,形成一种蛋白质。与codon-dependent氨酰识别小核糖体亚基,肽键形成的问题发生在肽基转移酶中心(PTC)的大型核糖体亚基,在non-amino酸特定的方式。这个非特异性表明,大亚基进化前的小单元,有更具体的mRNA和tRNA的交互。

虽然PTC的进化过程已经彻底形成记录,对核糖体如何发展成为功能蛋白质合成的实体,成为一个重要的组成部分。科学家们一直困惑的事实图示要求的帮助“脚手架”为了创建一个肽键,主导他们的交互通过3 ' cca序列受体的手臂。支架是什么,它如何运作,将是有趣的学习。

东京大学的一组科学家在科学、由教授Koji田村,决定解决这个谜在生物进化中使用连续性的视角。他们的研究,发表在网上2022年4月12日12卷发行杂志4生活,揭示了蛋白质的进化方面的翻译。他们的结果代表了重要的证据证明假说对PTC的起源和演化,这改变了我们看现代核糖体和tRNA。

生命的想法突然在仔细看看70年代ribosome-tRNA复杂的晶体结构栖热菌属酸奶,细菌通常用于遗传学研究。肽基(P)和氨酰基(-)网站的图示一致把CCA终点附近,就像一个橄榄球运动员的食指”Goromaru姿势。”“有一个实体,作为支架为保持这种距离,它最有可能源于原始PTC(列车自动控制系统)教授说:“田村。自可能是一个进化方面,团队选择利用原始tRNA或“RNA minihelix”作为研究对象。

他们第一次尝试肽键形成两个alanine-specific minihelices核糖体RNA片段的存在。使用核糖体的肽键形成,P1c2,作为RNA脚手架只是70核苷酸长!接下来,他们加入了一个终端氨基酸片段(与序列UGGU) P1c2 (P1c2UGGU)。根据质谱分析结果,这增加了肽键的形成能力由原来的4.2倍!两个丙氨酸残基之间的肽键的形成是由化学活性的脚手架P1c2UGGU。脚手架的UGGU序列与相应的3 '末端ACCA minihelix和带来了两种氨基酸不足以创建一个肽键。诺贝尔奖得主阿达·约纳特博士和她的团队最近表明,相似,守恒的PTC地区可以用人工模拟分子催化肽键的形成,但教授田村集团表明一个衬底aminoacylated RNA也可以。

结果肯定意味着minihelices绑定到原始PTC的可能性。那么,结果显示核糖体的进化呢?”功能性tRNA的CCA和PTC(列车自动控制系统)之间的相互作用可能是“修订”进化的过程。尽管当前像UGGU核糖体没有连续的序列,它们的相互作用概念上的类似的影响在我们的研究中。我t是似是而非,minihelices最终演变成tRNA使用,例如,kissing-loop两个minihelix-like RNA分子之间的相互作用,”(教授解释道。”这些minihelix-like分子,形成肽键形成的支架的一部分,不仅可能导致目前的进化PTC(列车自动控制系统),但也形成tRNA分子,”他补充道。

的未来的应用研究开辟了令人兴奋的途径在进化RNA生物学是多方面的。面对代谢悖论(DNA和RNA的组件生成的氨基酸),可想而知调查“肽核酸”的概念作为遗传物质的前体。研究结果很有趣,他们将帮助科学家解码分子现象多年来一直躲避他们。

参考:川端康成M,川岛K, Mutsuro-Aoki H,安藤T, Umehara T,田村K之间的肽键形成Aminoacyl-Minihelices脚手架来源于肽基转移酶中心。生活。2022;12 (4):573。doi:10.3390 / life12040573

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