Учёные выяснили, как фермент точно связывает тРНК с аминокислотой
Исследовательская группа под руководством Сигэюки Йокоямы из Лаборатории структурной биологии RIKEN и Пола Шиммела из Научно-исследовательского института Скриппса (США) раскрыла механизм, с помощью которого фермент аминоацил-тРНК-синтетаза избирательно присоединяет аминокислоту аланин к соответствующей транспортной РНК (тРНКAla).
Ранее Шиммел обнаружил, что за распознавание тРНКAla её синтетазой отвечает одна специфическая пара оснований в структуре тРНК. Однако эта пара находится далеко от активного центра фермента, где происходит присоединение аланина.
Йокояма проанализировал структуру комплексов синтетазы с двумя разными версиями тРНКAla:
- Естественная тРНК содержит "качающуюся пару" гуанин–урацил (G–U).
- Мутантная тРНК содержит стандартную пару аденин–урацил (A–U).
Ключевое открытие: Мутация G–U → A–U изменяет геометрию связывания оснований, что вносит искривление в структуру тРНК. Это искривление отводит акцепторный участок тРНК от активного центра фермента. В результате нуклеотиды, которые должны присоединяться к аланину, оказываются физически заблокированы "разделительным" сегментом фермента. Эта единственная мутация резко снижает эффективность ферментативной реакции.
Значение: Понимание этого механизма может помочь в манипулировании взаимодействиями тРНК и синтетаз для создания белков, содержащих новые аминокислоты. "Эти результаты могут открыть путь к значительному расширению генетического кода", — говорит Йокояма.