天冬酰胺基-tRNA合成酶1突变致小头畸形、癫痫一例报告并文献复习

目的总结天冬酰胺基-tRNA合成酶1(asparaginyl-tRNA synthetase,NARS1)突变相关疾病临床特点及基因测序结果,以提高对该疾病的认识。方法选取2021年7月21日中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院门诊就诊的1例NARS1基因突变患儿的临床资料、全外显子组测序(whole exon sequencing,WES)及Sanger测序结果。以“asparaginyl-tRNA synthetase”“NARS1”为检索词检索Pubmed数据库,以“氨酰tRNA合成酶”为检索词检索万方数据知识服务平台和中国期刊全文数据库,总结NARS1基因突变相关疾病的临床表型和基因型特点。结果本例患儿为男性,5月龄。出生史无异常,后逐渐出现小头畸形,3月龄出现癫痫发作,发作形式为全面强直-阵挛发作(generalized tonic-clonic seizure,GTCS)及部分性发作,脑电图可见痫样放电,无面容异常等畸形。电话随访至11月龄,患儿尚无严重发育迟滞表现。WES发现NARS1基因新生杂合变异c.1600C>T(p.Arg534*)。文献复习检索到2篇相关文献,共32例患者,分别来自21个家系,主要临床特点为发育迟滞、小头畸形,其他常见表现有癫痫、周围神经病、共济失调和肌张力异常等。NARS1基因突变相关疾病可呈显性遗传或隐性遗传,目前已报道14种致病突变,包括无义突变、错义突变和移码突变。常见的热点突变有c.1600C>T和c.1633C>T。未发现明确的基因型-表型关系。结论NARS1基因突变相关性疾病的遗传方式为显性遗传或隐性遗传,典型的临床表现为癫痫、小头畸形和发育迟滞。

人线粒体tRNA t^(6)A修饰酶OSGEPL1的功能位点鉴定

tRNA t^(6)A是一种进化上保守的转录后修饰,对翻译和蛋白质稳态平衡至关重要,其缺失严重影响细胞生命和高等生物的组织和器官发育.三界生物系统中的tRNA t^(6)A修饰酶随着生物复杂性的增加而进化出多层次的调控机制.人YRDC和OSGEPL1负责线粒体中tRNA t^(6)A的生物合成.YRDC催化L-threonine,HCO_(3)^(-)/CO_(2)和ATP生成TC-AMP中间体,其上的TC-基团由OSGEPL1催化转移至tRNA A37的第6位氮原子上,形成tRNA t^(6)A.本研究分析了OSGEPL1与人线粒体tRNA的相互作用和其t^(6)A催化活性之间的关系.基于OSGEPL1-tRNA复合体预测模型,进一步分析了OSGEPL1的金属离子结合位点、TC-AMP结合位点和tRNA结合位点.研究结果对于理解OSGEPL1-tRNA-TC-AMP复合体的分子识别和催化调控提供了理论见解和实验数据.

T超嗜热菌Aquifex aeolicus亮氨酰-tRNA合成酶和tRNA^(Leu)的相互作用(英文)

超嗜热菌Aquifexaeolicus亮氨酰-tRNA合成酶(αβ-LeuRS)是已知的唯一的双肽链LeuRS.通过αβ-LeuRS和大肠杆菌LeuRS相应肽段的重组和重组酶性质的研究发现,αβ-LeuRS的α亚基C末端36个氨基酸对于αβ-LeuRS的氨基酰化活力至关重要.αβ-LeuRS的两个亚基人为融合得到的单亚基酶SLeuRS-αβ,具有完全的野生型双亚基酶活力,其热稳定性显著增强.同时,通过亚基重组揭示了LeuRS对于不同种属的tRNALeu的识别元件位于α亚基内,而其中的CP1结构域不仅是LeuRS行使编校功能的结构基础,对于LeuRS识别不同种属来源的tRNALeu也是十分重要的.通过不同来源的LeuRS一级结构比较,克隆了单独的CP1结构域组成的肽(CP1),发现唯有A.aeolicusαβ-LeuRS的CP1对错误的氨基酰化产物具有体外编校功能.它与其他3种来源于细菌LeuRS的CP1都能够编校误氨基酰化的古老形式的亮氨酸小螺旋(minihelixLeu).通过同源序列比较发现,在αβ-LeuRS的CP1内存在一个由20个氨基酸组成的特异的结构模体,它对CP1发挥体外编校功能必不可少,引入原本不具有体外编校功能的E.coli的CP1后则可使其获得编校功能,但是该模体不影响全酶的编校功能.αβ-LeuRS中与tRNA结合有关的亚基——β亚基也可以赋予E.coliCP1编校功能.这些研究结果充分表明,来源于古老的超嗜热菌A.aeolicus的αβ-LeuRS保留了进化的遗迹——具有编校活力的CP1和与其编校功能密切相关的由20个氨基酸组成的特异的结构模体,它们在进化过程中随着其他结构域招募进合成酶中而逐渐失去了对全酶编校功能的作用.这一发现有力地支持了aaRS通过纳入新的结构域以加速进化过程的理论,并且也从不同角度为aaRS/tRNA共进化理论提供了可靠的依据.

亮氨酰-tRNA合成酶通过细胞内的亮氨酸调节雷帕霉素受体复合物(TORC1)活性的新功能

TORC1(target of rapamycin complex 1)可整合营养、能量、生长因子及氨基酸等多种细胞外信号,调控基因转录、蛋白质翻译、核糖体合成等生物过程,在细胞生长和凋亡中发挥极为重要的作用。亮氨酰-tRNA合成酶(LeuRS)的经典功能是催化合成亮氨酰-tRNA直接参与遗传信息的解码合成蛋白质。最新研究结果表明人细胞质LeuRS除了经典功能外,还参与调控TORC1途径。综述了LeuRS的非经典功能,它是如何通过感受细胞内的亮氨酸浓度来调节TORC1活性的。这些结果表明了古老的氨基酰-tRNA合成酶家族在进化的过程中被赋予了新的功能。

亮氨酰-tRNA合成酶在调控衰老骨骼肌蛋白质合成中的作用与机制

蛋白质代谢平衡紊乱是诱发骨骼肌萎缩的根本原因,蛋白质合成减少则直接导致衰老性骨骼肌萎缩的发生与发展。亮氨酰-tRNA合成酶(leucyl-tRNA synthetase, LeuRS)的经典功能是催化亮氨酸与其同工tRNA之间连接形成氨基酰,在生物体内遗传解码过程中具有重要作用。随着近年对LeuRS蛋白研究的深入,人们认为其可能通过行使非经典功能而在衰老骨骼肌蛋白质代谢稳态调节中发挥关键作用。本文综述了氨基酰-tRNA合成酶和LeuRS的结构与生物学特性,并重点对LeuRS作为细胞内亮氨酸传感器调控衰老骨骼肌细胞蛋白质合成的研究进展进行总结,分析了LeuRS响应运动与氨基酸摄入等合成代谢刺激,活化哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1 (mammalian target of rapamycin complex 1, mTORC1)信号转导通路的作用机制,以期为衰老性骨骼肌萎缩的预防和诊治提供新的思路。

婴儿肝衰竭综合征1型一家系临床及遗传学特征

目的分析婴儿肝衰竭综合征1型(ILFS1)一家系的临床特点和致病基因突变,总结本病的临床表型与基因型及相互关系。方法对2016年10月河北医科大学第二医院收治的ILFS1先证者的临床资料、体格检查、相关实验室检查(包括肝功能、凝血常规、肝纤维四项、肝炎筛查、TORCH10项及肝胆动态显像等)进行回顾性分析。提取先证者及其父母外周血基因组DNA,采用代谢性肝病相关基因外显子组捕获二代高通量测序技术对临床诊断ILFS1患儿进行检测,同时采用Sanger测序技术对患者胞质亮氨酰-tRNA合成酶基因(LARS)突变进行验证。结果先证者为4月龄女婴,低出生体质量(1950g),早期生长迟缓,肝损伤,重度淤胆。天门冬氨酸氨基转移酶(AST):115.5U/L(13~35U/L),γ-谷氨酰转肽酶257U/L(7~45U/L),总胆汁酸176.9μmol/L(0~10μmol/L)。总胆红素134.27μmol/L(3.4~17.1μmol/L),结合胆红素115.44μmol/L(0~6.8μmol/L),肝肋下4cm,剑下3cm。并中度小细胞低色素性贫血,顽固性低蛋白血症,迁延下呼吸道感染后导致急性肝衰竭。父母及姐姐临床表型均正常。该家系先证者为LARS基因c.2422delA(Thr808fs)/c.478A>G(p.Ile160Val)复合杂合突变,父亲为c.2422delA(Thr808fs)携带者,母亲及姐姐为c.478A>G(p.Ile160Val)携带者,此2个基因突变为首次发现。本先证者为世界第12例ILFS1患者。结论低出生体质量、早期生长迟缓、小细胞性贫血、低蛋白血症、复发肝功能障碍和婴儿期急性肝衰竭为ILFS1的典型临床特点,ILFS1患者存在因各种感染触发的脑病和肝衰竭致命的风险,建议早期入院,积极干预,尽可能降低病死率。