氨基酰-trna合成酶的特點(diǎn)是什么
合成酶:是指連接酶類水解ATP或其他高能三磷酸化合物的焦磷酸鍵時(shí),偶聯(lián)兩個(gè)底物,新合成的化合物往往具有基團(tuán)轉(zhuǎn)移勢(shì)能,只有這種酶,才能稱為“合成酶”。以下是小編精心整理的氨基酰-trna合成酶的特點(diǎn)是什么，希望對(duì)大家有所幫助。
氨酰-tRNA合成酶 aminoacyl-tRNA synthetase(aaRS)
亦稱氨酰tRNA連接酶，氨基酸活化酶，是合成氨酰tRNA的酶。20種氨基酸，均有其相應(yīng)的專一性的氨酰tRNA合成酶。一般認(rèn)為它參與下列所示的兩步反應(yīng)，在ATP存在下使氨基酸活化，并與tRNA的-CCA-OH末端結(jié)合。
此酶能專一性地辨認(rèn)氨基酸的側(cè)鏈和tRNA。因?yàn)橛捎诰哂羞@樣高專一性底物的酶，所以mRNA的遺傳信息能準(zhǔn)確無(wú)誤地反映在蛋白質(zhì)的氨基酸序列上。
氨基酰-trna合成酶的特點(diǎn)
A.氨基酰-tRNA合成酶具有絕對(duì)特異性
B.催化氨基酸的-COOH與tRNA的3'-OH生成酯鍵
C.此酶還有校正活性，即催化酯鍵水解的活性
D.該酶在活化氨基酸的同時(shí)需要消耗ATP
氨基酰-trna合成酶的重要發(fā)現(xiàn)
(aminoacyl-tRNA synthetase )
催化一個(gè)特定的氨基酸結(jié)合到相應(yīng)的tRNA分子上。因有20種氨基酸，故有20種氨基酰- tRNA合成酶。
一種現(xiàn)存的具有祖先編校特性的氨基酰-tRNA合成酶，揭示了AaLeuRS可能有著比IleRS及ValRS更為原始的編校特性，其編校結(jié)構(gòu)域可能保留了三種酶共同的祖先編校結(jié)構(gòu)域，該發(fā)現(xiàn)為研究氨基酰-tRNA合成酶催化特異性進(jìn)化提供了的重要線索。 是第二套遺傳密碼。
氨基酰-trna合成酶的研究
氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)的催化特異性對(duì)遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞十分重要。亮氨酰-、異亮氨酰-及纈氨酰-tRNA合成酶(LeuRS, IleRS, ValRS)通過(guò)“轉(zhuǎn)移后編校”水解錯(cuò)誤的氨基酰化產(chǎn)物。這類aaRS的編校結(jié)構(gòu)域是插入活性中心稱為CP1(Connective Peptide 1)的插入肽段。王恩多研究組的研究結(jié)果表明，來(lái)源于原始的超嗜熱菌Aquifex aeolicus的LeuRS(AaLeuRS)能編校這一類酶催化產(chǎn)生的氨基酰化產(chǎn)物或誤氨基酰化產(chǎn)物，例如Ile-tRNAIle, Val-tRNAIle, Val-tRNAVal, Thr-tRNAVal和Ile-tRNALeu。
氨基酰-trna的生成
氨基酸在進(jìn)行合成多肽鏈之前,必須先經(jīng)過(guò)活化,然后再與其特異的tRNA結(jié)合,帶到mRNA相應(yīng)的位置上,這個(gè)過(guò)程靠氨基酰tRNA合成酶催化,此酶催化特定的氨基酸與特異的tRNA相結(jié)合,生成各種氨基酰tRNA.原核細(xì)胞中起始氨基酸活化后，還要甲酰化，形成甲酰蛋氨酸t(yī)RNA，由N10甲酰四氫葉酸提供甲酰基。而真核細(xì)胞沒(méi)有此過(guò)程。
每種氨基酸都靠其特有合成酶催化,使之和相對(duì)應(yīng)的tRNA結(jié)合,在氨基酰tRNA合成酶催化下,利用ATP供能,在氨基酸羧基上進(jìn)行活化,形成氨基酰-AMP,再與氨基酰tRNA合成酶結(jié)合形成三聯(lián)復(fù)合物,此復(fù)合物再與特異的tRNA作用,將氨基酰轉(zhuǎn)移到tRNA的氨基酸臂(即3'-末端CCA-OH)上。
運(yùn)載同一種氨基酸的一組不同tRNA稱為同功tRNA。一組同功tRNA由同一種氨酰基tRNA合成酶催化。氨基酰tRNA合成酶對(duì)tRNA和氨基酸兩者具有專一性，它對(duì)氨基酸的識(shí)別特異性很高，而對(duì)tRNA識(shí)別的特異性較低。
氨基酰tRNA合成酶是如何選擇正確的氨基酸和tRNA呢?按照一般原理，酶和底物的正確結(jié)合是由二者相嵌的幾何形狀所決定的，只有適合的氨基酸和適合的tRNA進(jìn)入合成酶的相應(yīng)位點(diǎn)，才能合成正確的氨酰基tRNA。現(xiàn)已經(jīng)知道合成酶與L形tRNA的內(nèi)側(cè)面結(jié)合，結(jié)合點(diǎn)包括接近臂，DHU臂和反密碼子臂。
乍看起來(lái)，反密碼子似乎應(yīng)該與氨基酸的正確負(fù)載有關(guān)，對(duì)于某些tRNA也確實(shí)如此，然而對(duì)于大多數(shù)tRNA來(lái)說(shuō)，情況并非如此，人們?cè)缇椭溃?dāng)某些tRNA上的反密碼子突變后，但它們所攜帶的氨工酸卻沒(méi)有改變。1988年，候稚明和Schimmel的實(shí)驗(yàn)證明丙氨酸t(yī)RNA酸分子的氨基酸臂上G3：U70這兩個(gè)堿基發(fā)生突變時(shí)則影響到丙氨酰tRNA合成酶的正確識(shí)別，說(shuō)明G3：U70是丙氨酸t(yī)RNA分子決定其本質(zhì)的主要因素。tRNA分子上決定其攜帶氨基酸的區(qū)域叫做副密碼子
一種氨基酰tRNA合成酶可以識(shí)別以一組同功tRNA，這說(shuō)明它們具有共同特征。例如三種丙氨酸t(yī)RNA(tRNAAlm/CUA,tRNAAim/GGC,tRNAAin/UGC都具有G3：U70副密碼子。)但沒(méi)有充分的證據(jù)說(shuō)明其它氨基酰tRNA合成酶也識(shí)別同功tRNA組中相同的副密碼子。另外副密碼子也沒(méi)有固定的位置，也可能并不止一個(gè)堿基對(duì)。
氨基酰-tRNA合成酶的特點(diǎn)
催化一個(gè)特定的tRNA結(jié)合到相應(yīng)的tRNA分子上。因有20種氨基酸，故有20種氨基酰- tRNA合成酶。
氨基酰-tRNA合成酶催化氨基酸與特異的tRNA結(jié)合形成氨基酰-tRNA。氨基酰-tRNA合成酶的特點(diǎn)有：①高度專一性：此酶對(duì)氨基酸、tRNA這兩種底物高度特異，確保氨基酸與tRNA的正確結(jié)合。②校對(duì)活性：能將錯(cuò)誤結(jié)合的氨基酸水解釋放，再換上與密碼子相對(duì)應(yīng)的.氨基酸。
氨酰tRNA合成酶為什么專一性特別強(qiáng)
因?yàn)镽NA聚合酶是不像有的DNA聚合酶那樣具有外切酶活性的，所以一旦開(kāi)始翻譯就直到結(jié)束，如果tRNA攜帶錯(cuò)了氨基酸，那蛋白質(zhì)中的氨基酸就錯(cuò)了，所以準(zhǔn)確性的擔(dān)子壓在了氨酰tRNA合成酶的身上，而它也具有修正的功能，一旦發(fā)現(xiàn)帶錯(cuò)了氨基酸就會(huì)將其水解，所以專一性很強(qiáng)。
在蛋白質(zhì)合成的過(guò)程中，需要以mRNA為模板，按照堿基配對(duì)（密碼配對(duì)）的原則參入相應(yīng)的氨基酸，不斷延伸肽鏈。其中進(jìn)行密碼辨識(shí)的是tRNA上的反密碼子，只要反密碼子與mRNA上的密碼能夠配對(duì)，便把后面連接的氨基酸參入正在延伸的肽鏈中，而不會(huì)再進(jìn)行氨基酸的辨識(shí)。將氨基酸與tRNA進(jìn)行正確的連接便成了這一過(guò)程的關(guān)鍵步驟，一旦連接錯(cuò)誤，后面的步驟沒(méi)有任何再辨識(shí)的功能。而保證這一連接正確性的便是氨酰tRNA合成酶！
氨酰tRNA合成酶專一性極強(qiáng)，具有多個(gè)辨識(shí)位點(diǎn)，以保證氨基酸與tRNA連接正確，同時(shí)還具有回查的功能，一旦發(fā)現(xiàn)連接錯(cuò)誤，會(huì)及時(shí)地予以糾正。
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