氨酰tRNA合成酶的分子网络和功能

氨酰tRNA合成酶是生命进化过程中最早出现的一类蛋白质 ,氨酰tRNA合成酶帮助氨基酸转移到相应的tRNA上 ,进而参与蛋白质的合成保证了生命体的严谨性和多样性 .随着后基因组时代的到来 ,氨酰tRNA合成酶的结构和功能成为新的研究热点 .结构生物学和生物信息学的研究结果表明 ,氨酰tRNA合成酶在真核生物体内以多聚复合物的形式行使功能 ,形成复杂的分子网络体系 .最新的实验证据显示 ,氨酰tRNA合成酶不但是蛋白质合成过程中一类最重要的酶 ,而且参与了转录、翻译水平的调控、RNA剪接、信号传导和免疫应答等众多生命活动 .

抗苏氨酰tRNA合成酶抗体阳性的抗合成酶综合征的临床特征

目的探讨抗苏氨酰tRNA合成酶(threonyl-tRNAsynthetase,PL-7)抗体阳性的抗合成酶综合征(antisyn-thetase syndrome,ASS)的临床、血清学和影像学特征。方法收集2010年8月至2011年12月间北京协和医院诊治的5例抗PL-7抗体阳性ASS住院患者的资料,总结其临床表现、实验室检查和影像学特征。结果 5例ASS患者均有肌炎和肺间质病变,发热4例,多关节炎2例,均未见雷诺现象和技工手。胞浆型抗核抗体阳性4例,抗Ro-52抗体阳性3例。肺功能检测提示限制性通气功能和/或弥散功能障碍。胸部高分辨CT显示双下肺网格影和磨玻璃影,伴牵拉性支气管扩张及散在实变影。大剂量糖皮质激素联合环磷酰胺和/或甲氨蝶呤治疗取得较好的临床效果。结论抗PL-7抗体阳性的ASS以肌炎和肺间质病变为突出特征,可伴发热和关节炎,对免疫抑制治疗反应较好。

重组结核分枝杆菌精氨酰tRNA合成酶活性验证及晶体生长

目的建立重组结核分枝杆菌ArgRS的制备方法,并验证重组蛋白的生物活性。方法将结核分枝杆菌ArgRS基因插入到pQE60质粒中,通过IPTG诱导表达重组蛋白,使用分子筛制备重组蛋白,并评价重组蛋白分子量。使用圆二色谱评价重组蛋白的折叠情况。通过Thermal Shift Assay进一步验证重组蛋白的生物活性。采用气相扩散法筛选晶体。结果使用pQE60载体获得了重组表达的ArgRS蛋白。凝胶过滤层析纯化重组蛋白并验证了其分子量与天然蛋白一致;Thermal Shift Assay证明重组蛋白的生物活性。使用气相扩散法获得结核分枝杆菌ArgRS分子晶体。结论成功制备出具有天然活性的重组结核分枝杆菌ArgRS蛋白,并获得蛋白质晶体。

5例抗丙氨酰tRNA合成酶抗体阳性患者临床特征

目的 探讨抗丙氨酰 tRNA 合成酶（alannyl tRNA synthetase，PL-12）抗体阳性的抗合成酶综合征（anti-synthetase syndrome，ASS）患者的临床特征。方法 分析2010年8月至2013年8月北京协和医院5例抗 PL-12抗体阳性 ASS 住院患者的临床表现、血清学结果和影像学改变。结果 5例抗 PL-12抗体阳性患者的基础疾病为皮肌炎2例，类风湿关节炎/干燥综合征、系统性硬化症和间质性肺炎各1例。5例患者均有肺间质病变，4例为首发和突出表现，胸部高分辨计算机断层扫描显示双下肺网格影和磨玻璃影为主；肺功能提示限制性通气功能和弥散功能障碍。典型皮肌炎皮损和技工手各2例，肌炎、关节炎、雷诺现象和发热各1例。胞浆型抗核抗体阳性4例，抗 Ro-52抗体阳性4例，抗 SSA 抗体阳性1例。5例患者中4例应用大剂量糖皮质激素（0．8～1．5 mg·kg ^-1·d^ -1）联合环磷酰胺（100 mg/d），1例还联用了甲氨蝶呤和环孢菌素 A，1例单独应用雷公藤多甙。治疗后3例患者病情好转，2例患者病情稳定。结论 抗 PL-12抗体与肺间质病变密切相关，而肌炎少见。

人线粒体亮氨酰tRNA合成酶的表达、纯化及其动力学研究(英文)

目的:构建含人线粒体亮氨酰tRNA合成酶(mtLeuRS)基因的重组表达载体,表达纯化mtLeuRS并检测其酶促动力学参数。方法:克隆mtLeuRS基因,构建入pET-24a(+)表达载体,转化大肠杆菌BL21-codonPlus(DE3)-RIL,经诱导产生带6-His标签的mtLeuRS融合蛋白,再经Ni2+亲和层析柱一步法纯化后用酶促反应检测其氨酰化活力。作为mtLeuRS酶促反应底物,人tRNALeu(UUR)由T7 RNA聚合酶体外转录生成。结果:经IPTG诱导,人mtLeuRS蛋白表达量约占细菌总蛋白量的1％～2％,1 L培养液的菌体内可收获约2 mg的纯化酶蛋白。通过体外转录生成的酶底物tRNALeu(UUR)可达转录模板的100倍。经酶促反应,人mtLeuRS可氨酰化人线粒体内tRNALeu(UUR)。反应的亲和常数(Km)为16.67μmol/L,催化常数(Kcat)为0.17s-1。结论:本实验成功克隆并表达了人mtLeuRS,并成功用于催化tRNALeu(UUR)的氨酰化。

结核分枝杆菌甲硫氨酰tRNA合成酶与底物及其类似物的结合比较

目的建立重组结核分枝杆菌甲硫氨酰tRNA合成酶(MetRS)的制备方法,分析底物及其类似物与重组蛋白的结合能力。方法将结核分枝杆菌MetRS(MtMetRS)基因置于不同启动子调控之下。通过表达筛选选择重组蛋白大量制备的条件,使用分子筛制备重组蛋白,并验证其分子量。使用Thermal Shift Assay比较MetRS底物及其类似物与重组结核分枝杆菌MetRS的结合能力。结果通过不同重组质粒的表达筛选,确定重组蛋白制备方法。Thermal Shift Assay分析提示甲硫基腺苷酸(methionyl-adenylate,MetAde)与焦磷酸同时存在时可以提高重组蛋白的热稳定性。结论成功制备出具有天然活性的重组MtMetRS蛋白;应以甲硫基腺苷酸和焦磷酸分子结构为方向,设计、筛选结核分枝杆菌MetRS抑制剂。

人类组氨酰TRNA合成酶类似物的原核表达及其多克隆抗体的制备

目的:在原核系统中表达并纯化人类组氨酰TRNA合成酶类似物蛋白,制备多克隆抗体。方法:设计引物扩增其开放阅读框,重组入原核表达载体PQE30,并在大肠杆菌M15中诱导表达;应用纯化的重组蛋白免疫新西兰大白兔。结果:①成功构建人类组氨酰TRNA合成酶类似物的原核表达载体;②经NI亲和层析获得纯度较高的重组蛋白;③制备了高滴度的兔抗人类组氨酰TRNA合成酶类似物蛋白的多克隆抗体。结论:原核表达载体的构建、重组蛋白的表达、纯化及多克隆抗体的制备为今后研究该蛋白的功能提供了良好的基础。

结核分枝杆菌甲硫氨酰tRNA合成酶的结晶方法

目的 制备结核分枝杆菌甲硫氨酰tRNA合成酶(Mt MetRS)晶体。方法 设计不同的重组Mt MetRS蛋白,使用大肠杆菌表达重组蛋白。坐滴气相扩散法在293 K温度下筛选不同重组蛋白的结晶条件,并使用悬滴法进行晶体优化。优化的晶体经液氮速冻保存。在上海同步辐射光源进行晶体衍射数据采集。结果 使用不同设计的重组蛋白进行结晶筛选和优化,最终获得了可以进行晶体衍射的高分辨率蛋白质晶体。并确定6×His序列在Mt MetRS分子的结晶中起到关键作用。结论 Mt MetRS分子两端的6×His序列是帮助Mt MetRS分子结晶的重要因素。

甘氨酰tRNA合成酶对奶牛乳腺上皮细胞增殖的影响

甘氨酰tRNA合成酶(glycyl-tRNA synthetase,GlyRS)是重要的氨基酰tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetases,aaRSs)家族成员。目前,国内外关于GlyRS在奶牛乳腺发育过程中表达及调节的研究鲜有报道。为了揭示GlyRS的表达与奶牛乳腺发育与泌乳之间的关系,本试验应用EdU免疫荧光法、流式细胞术检测GlyRS对奶牛乳腺上皮细胞(bovine mammary epithelial cells,BMEC)中DNA数目及细胞周期的影响,实时荧光定量PCR、Western blotting技术检测GlyRS对BMEC中Cyclin D1的表达影响。结果显示,GlyRS过表达时,细胞的DNA合成、处于S期和G2/M期的细胞数、细胞中Cyclin D1的表达均增加;GlyRS抑制后,细胞的DNA合成、处于S期和G2/M期的细胞数、细胞中Cyclin D1的表达均减少。表明GlyRS通过上调Cyclin D1的表达,加快细胞周期转换,增加DNA合成数目,从而促进BMEC增殖。

氨酰tRNA合成酶作用机制及其应用

氨酰tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetases,aaRSs)通过催化氨基酸与相应tRNA的氨酰化以保证遗传信息翻译的准确性,在生物体内具有重要作用。近年来,随着对aaRS催化机制理解的不断加深,aaRS的应用逐渐成为研究热点。在细菌中,aaRS活性被抑制后会导致其生命活动发生紊乱,根据aaRS在人体与病原菌内不同的催化特点设计针对病原体的特异性aaRS抑制剂,将有助于开发以aaRS为靶标的新型抗生素。另外,通过突变aaRS可以在蛋白质序列中定点掺入非天然氨基酸,扩展蛋白质工程。本文简述了aaRS的分类、结构与功能的特点,并在此基础上综述了aaRS在研发新型抑制剂,设计改造特殊蛋白质等方面的应用。

甘氨酰tRNA合成酶在小鼠围着床期子宫及蜕膜化过程的时空特异性表达

核编码的甘氨酰-tRNA合成酶(Glycyl-tRNA Synthetase, GlyRS)是细胞质和线粒体蛋白质翻译所必需的,GlyRS除了在蛋白翻译中的作用外,它还参与基因转录、炎症和细胞增殖等其他生物学过程。本研究从mRNA水平和蛋白水平检测了GlyRS在小鼠早期妊娠1~8 d模型、人工诱导蜕膜化模型和体外诱导人子宫内膜基质细胞蜕膜化模型中的表达规律。结果表明:GlyRS mRNA和蛋白在小鼠早期妊娠1~4 d的腔上皮和腺上皮中表达,在小鼠早期妊娠5~8 d主要在胚胎和蜕膜区表达;随着蜕膜化程度增加,表达量逐渐增加;在人工诱导蜕膜化模型中,诱导组GlyRS mRNA和蛋白表达情况类似,表达量均明显高于对照组。在体外诱导的人子宫内膜基质细胞蜕膜化模型中,诱导组GlyRS mRNA表达量随着诱导天数的增加而增加,均显著高于对照组。以上结果表明GlyRS参与小鼠早期妊娠及子宫蜕膜化的过程。

氨酰tRNA合成酶研究进展

氨酰t RNA合成酶作为生命进化中出现的最早的蛋白质之一,可促进氨基酸转移到t RNA上,参与生物体蛋白质合成。伴随生物技术革命的到来,氨酰t RNA合成酶内部结构以及生物功能成为国内外学者的研究热点。在真核生物体内,氨酰t RNA合成酶以聚复合物形式表达功能,连接复杂的生物分子体系。氨酰t RNA合成酶作为蛋白质合成中最重要的一类酶,还直接参与、调控、RNA转录、蛋白质翻译、信号传导、RNA剪接以及免疫应答等许多生物的生命体征运动。学者进一步还证实氨酰t RNA合成酶可以作为一种抗肿瘤药物潜在靶点。

利用机器学习提高M.jannaschii酪氨酰tRNA合成酶底物特异性分子建模预测的准确度

设计结合不同化学结构底物的酶结合袋是一个巨大的挑战.传统的湿实验要筛选成千上万甚至上百万个突变体来寻找对特定配体结合的突变体,此过程需要耗费大量的时间和资源.为了加快筛选过程,我们提出了一种新的工作流程,将分子建模和数据驱动的机器学习方法相结合,生成具有高富集率的突变文库,用于高效筛选能识别特定底物的蛋白质突变体.M.jannaschii酪氨酰tRNA合成酶(Mj.TyrRS)能识别特定的非天然氨基酸并催化形成氨酰tRNA,其不同的突变体能够识别不同结构的非天然氨基酸,并且已经有了许多报道和数据的积累,因此我们使用TyrRS作为一个例子来进行此筛选流程的概念验证.基于已知的多个Mj.TyrRS的晶体结构及分子建模的结果,我们发现D158G/P是影响残基158~163位α螺旋蛋白骨架变化的关键突变.我们的模拟结果表明,在含有687个突变体的测试数据中,与随机突变相比,分子建模和打分函数计算排序可以将目标突变体的富集率提高2倍,而使用已知突变体和对应的非天然氨基酸数据训练的机器学习模型进行校准后,筛选富集率可提高11倍.这种分子建模和机器学习相结合的计算和筛选流程非常有助于Mj.TyrRS的底物特异性设计,可以大大减少湿实验的时间和成本.此外,这种新方法在蛋白质计算设计领域具有广泛的应用前景.

丝氨酰tRNA合成酶(SerRS)结合并激活去乙酰化酶SIRT2的机制

目的探究丝氨酰tRNA合成酶(seryl-tRNA synthetase,SerRS)结合并激活去乙酰化酶SIRT2的机制。方法构建SerRS与SIRT2质粒,在293T细胞中进行转染。免疫共沉淀方法检测SerRS与SIRT2、SIRT2突变型之间的相互作用。通过原核纯化蛋白质,体外荧光方法检测SerRS对SIRT2酶活影响。通过结构模拟探究SIRT2的H187位点调控机制。通过Western blot方法检测SerRS的乙酰化修饰。结果SerRS能与SIRT2相互作用,并增强其去乙酰化酶活性。SIRT2 H187Y突变使SIRT2失活,同时也阻断了SIRT2与其SerRS的结合。进一步通过结构模拟发现,SIRT2上的H187Y突变与Q267位点在空间上发生冲突,可能改变SIRT2的构象,进而影响与SerRS的结合界面,且SIRT2能够去乙酰化SerRS。结论SIRT2第187位组氨酸能够调控SerRS与SIRT2的结合,为靶向SIRT2的药物研发提供了新的思路。

氨酰tRNA合成酶非经典作用的研究进展

氨酰tRNA合成酶(ARS)是一类在进化上高度保守且在生物体内广泛表达的必须酶,能将特定的氨基酸连接到同源tRNA,确保遗传信息的正确稳定传递。多种ARS通过蛋白质相互作用形成多tRNA合成酶复合物(MSC)。除了经典的催化合成作用,ARS还参与调控多种生物过程,如细胞凋亡、自噬、细胞衰老、血管生成等。为了更深入了解ARS的功能,该文对ARS的非经典作用进行综述。

色氨酰tRNA合成酶起源问题研究获重要进展

上海生科院生物化学与细胞生物学所丁建平研究组博士生董成池和周曼昀等人解析了首个来源于古细菌的色氨酰tRNA合成酶的晶体结构，并利用该结构进行了基于结构的进化分析。该研究首次包含了分别代表生物界三界（真细菌、古细菌和真核生物）的生物体的色氨酰和酪氨酰tRNA合成酶的晶体结构，

甘氨酰tRNA合成酶和肺腺癌临床特征的关系研究

目的:探索甘氨酰tRNA合成酶(glycyl-tRNA synthetase,GARS)和肺腺癌临床特征的关联。方法:我们首先从GEO、TCGA数据库中获取了肺腺癌的基因表达数据和临床信息;接着我们通过非参数检验分别分析了GARS在肺腺癌组织和正常肺组织之间的表达差别,并且我们通过免疫组化的方式探索了肺腺癌组织和正常组织中GARS的蛋白表达;然后我们分析了GARS表达水平和肺腺癌总生存期、无进展生存期之间的关系;最后我们分析了GARS表达量和肺腺癌人口学特点、生长大小、浸润转移、分期以及肿瘤恶性生物学标志物之间的关系。结果:我们发现GARS在肺腺癌中高表达,且高表达GARS的病人具有较差的总生存期和无进展生存期;而且GARS和肺腺癌的肿瘤大小、临床分期显著相关;最后我们发现GARS和一系列肿瘤恶性标志物呈正相关。结论:我们的研究表明GARS和肺腺癌恶性程度有关,高表达的GARS往往预示着较差的临床特征。

抗甘氨酰tRNA合成酶抗体阳性的抗合成酶综合征2例并文献复习

1病历资料患者,女,47岁,因"乏力7年,对称性多关节肿痛2年,憋喘1年,加重3月"于2019-05-22入院。患者7年前无明显诱因出现乏力,肩背片状皮疹,外院查肌酸激酶(CK)大于6000U/L,诊断为"皮肌炎",服用"糖皮质激素"治疗,病情稳定;2年前出现双腕、双肘、双肩、双膝、双踝关节肿痛,自服激素治疗后好转;1年前间断发热,最高体温39℃,伴咳嗽、咳痰、憋喘,乏力,CK 692U/L,C反应蛋白(CRP)79.50mg/L,红细胞沉降率(ESR)66mm/h,胸部CT示:双肺间质性改变,予抗生素、激素治疗好转后出院。

不同抗氨酰tRNA合成酶抗体阳性的抗合成酶综合征60例临床和影像学相关特征分析

目的探讨不同抗氨酰tRNA合成酶(ARS)抗体阳性的抗合成酶综合征(ASS)患者的相关临床、血清学及影像学特征。方法收集60例确诊为ASS[抗组氨酰tRNA合成酶(Jo-1)抗体42例、抗苏氨酰tRNA合成酶(PL-7)抗体7例、抗丙氨酰tRNA合成酶(PL-12)抗体5例、抗甘氨酰tRNA合成酶(EJ)抗体3例,抗亮氨酰tRNA合成酶(OJ)抗体3例)]住院患者的人口学、临床资料、血清学指标、高分辨率CT(HRCT)影像学特征及肺功能的表现,采用χ^2检验、Fisher确切概率法比较不同抗ARS抗体阳性的ASS患者之间的差异。结果①不同抗ARS抗体阳性的ASS患者的基础疾病均以DM/PM多见[60%(36/60),28%(17/60)],也可见于其他CTD,如RA(5%,3/60)、SS(3%,2/60)、SLE(2%,1/60)等。ILD(82%,49/60)、肌炎(67%,40/60)为最常见的临床表现,其次为关节炎(58%,35/60)。ASS确诊时ILD合并肌炎为最常见的临床表现形式(63%,38/60),典型的临床三联征[肌炎、间质性肺疾病(ILD)、关节炎]占52%(31/60),肌炎合并ILD、技工手的表现形式占38%(23/60)。部分患者以孤立性关节炎(25%,15/60)、肌炎(23%,14/60)、ILD(13%,8/60)起病,随着病情进展出现其他临床表现而被确诊,以典型的临床三联征起病仅占5%(3/60)。肌炎在抗Jo-1、EJ、OJ抗体发生率[71%(30/42)、100%(3/3)、100%(3/3)]高于抗PL-12抗体(20%,1/5),差异均有统计学意义(χ^2=5.263,P<0.05;χ^2=4.8,P<0.05;χ^2=4.8,P<0.05)。②ANA阳性率达98%(59/60),抗OJ抗体ANA荧光染色模型以斑点型多见,其余抗ARS抗体均以胞质型为主。抗SSA52抗体阳性率为45%(27/60),各抗ARS抗体间差异无统计学意义(P>0.05)。③82%的ASS合并ILD,各抗体间ILD发生率差异无统计学意义(P>0.05)。网格影(76%,37/49)、磨玻璃影(35%,17/49)为最常见的HRCT征象,非特异性间质性肺炎(NSIP)(78%,38/49)为最常见的ILD类型。抗PL-12抗体牵拉性支气管扩张发生率(75%,3/4)高于抗Jo-1抗体(19%,7/36),差异有统计学意义(χ^2=5.926,P<0.05)。抗OJ抗体胸腔积液发生率(100%,2/2)明显高于抗Jo-1抗体(17%,6/36),差异有统计学意义(χ^2=7.917,P<0.05)。抗PL-7抗体心包积液发生率(75%,3/4)明显高于抗Jo-1抗体(19%,7/36),差异有统计学意义(χ^2=5.26,P<0.05)。ASS-ILD肺功能提示限制性通气功能和弥散功能障碍。④抗Jo-1抗体与非抗Jo-1抗体阳性的ASS患者总体上在临床资料、血清学指标、ILD影像学表现、间质肺分型及肺功能方面差异均无统计学意义(P>0.05)。结论不同抗ARS抗体阳性患者的基础疾病均以DM/PM多见,也可见于其他结缔组织病。ILD和肌炎为ASS最常见的临床表现形式,其次为临床典型三联征(肌炎、ILD、关节炎)。肌炎多见于抗Jo-1、EJ、OJ抗体,而抗PL-12抗体少见。以孤立性关节炎或ILD起病需警惕ASS的诊断。抗SSA52抗体可能为ASS的相关抗体。NSIP为ASS-ILD最常见的类型,各亚型间部分征象存在差异,提示肺纤维化程度与机体炎性的反应程度不同。

色氨酰tRNA合成酶对淋巴瘤小鼠细胞增殖的影响

目的①探索非霍奇金淋巴瘤(NHL)动物模型建模方法;②探讨吲哚胺2,3双加氧酶(IDO)及色氨酰tRNA合成酶(TTS)参与的色氨酸代谢紊乱与NHL细胞增殖及NHL免疫耐受的相关性。方法将近交系BALB/c小鼠随机分为对照组(4只)、肿瘤组(8只)和治疗组(8只),以鼠源性NHL细胞株A20皮下注射(5×106个/只)建立NHL动物模型,瘤旁及瘤内注射IDO抑制剂1-甲基色氨酸(1-MT),并采用免疫组化SP法和Western blot技术检测肿瘤组织和淋巴结中TTS的表达水平。结果①BALB/c小鼠皮下接种A20细胞建立淋巴瘤动物模型,成瘤率高,小鼠死亡率低,伴有明显的淋巴结和脾脏转移;②免疫组化示肿瘤组织及转移淋巴结TTS表达均升高(P<0.05);③Western blot结果显示,与正常对照比较,肿瘤组及治疗组小鼠肿瘤组织TTS表达明显升高(P<0.001);与肿瘤组相比,治疗组TTS表达水平显著下降(P<0.01),肿瘤转移淋巴结TTS表达无变化(P>0.05)。结论 IDO诱导的低色氨酸微环境中,TTS表达上调是肿瘤细胞对抗IDO诱导的色氨酸耗竭、维持自身代谢过程的重要机制之一。1-MT对色氨酸代谢活性及表达水平的调控有望成为辅助治疗恶性肿瘤的新方向。