蕾玖 生物医学科研之家 2023-02-03 20:39
http://www.pubmedplus.cn/P/SearchQuickResult?wd=2a236d17-81a9-4bff-8cb4-4bd2d360dd6b
| 01. | Ribosomes | 73 篇 | 85.882% |
| 02. | Escherichia coli | 72 篇 | 84.706% |
| 03. | RNA, Transfer | 64 篇 | 75.294% |
| 04. | Anticodon | 63 篇 | 74.118% |
| 05. | Binding Sites | 39 篇 | 45.882% |
| 06. | Nucleic Acid Conformation | 36 篇 | 42.353% |
| 07. | Base Sequence | 35 篇 | 41.176% |
| 08. | Kinetics | 31 篇 | 36.471% |
| 09. | Codon | 27 篇 | 31.765% |
| 10. | RNA, Transfer, Amino Acyl | 26 篇 | 30.588% |
医药加平台
，
将在02月09日 20:00 直播
预约
功能强大的GSEA软件分析疾病功能通路机制实操（宋伟博士主讲）
视频号
题目：Short tRNA anticodon stem and mutant eRF1 allow stop codon reassignmentDOI：https://doi.org/10.1038/s41586-022-05584-2信使RNA有64个可能的三联体序列，或称密码子，其中三个通常终止蛋白质的合成。但是一些生物体可以使用所有的密码子来指定氨基酸，这部分要归功于一种转移RNA的令人惊讶的特征。当一个蛋白质被制造出来时，一条氨基酸残基链在信使RNA指令的基础上被建立起来，而这种构建必须被适当地停止。作者发现了一种不寻常的机制，它打破了mRNA解码过程发生的传统方式。mRNA分子的解码形成具有特定氨基酸序列的蛋白质是通过添加氨基酸进行的，这些氨基酸由称为密码子的三联核苷酸序列指定，并添加到不断增长的蛋白质链中。有64个可能的密码子，在几乎所有的生物体中，蛋白质合成的终止是由被称为终止密码子的三个密码子中的任何一个指定的，这三个密码子是UAA、UAG和UGA（U、A和G分别代表核苷酸碱基尿嘧啶、腺嘌呤和鸟嘌呤）。停止密码子作为终止信号的 "意义 "通常与它们在mRNA中出现的位置无关。2016年，人们发现，对于少数生物来说，这些密码子的意义取决于它们在mRNA分子中出现的位置。在这些生物中，只有当它们出现在mRNA的末端时，才会被识别为终止信号，而在内部位置，所有64个密码子都编码氨基酸。然而，目前仍不清楚密码子识别中的这种位置依赖性是如何完成的。Kachale及其同事报告说，他们发现了一个令人惊讶的机制，该机制涉及一个生物体的UGA密码子的解码，其中所有64个密码子可以编码氨基酸。作者研究了Blastocrithidia nonstop，它属于单细胞寄生生物家族，被称为Trypanosomatidae，包括致命的人类疾病昏睡病的致病因子。尽管对于所有64个密码子都能指定氨基酸的生物体来说，解码机制如何运作仍有很多未知数，但很可能蛋白质合成的终止只发生在与mRNA末端区域结合的蛋白质附近。在其他生物体中，与这种蛋白质的相互作用会提高终止效率6,7。在B.nonstop中，只有位于mRNA末端附近的UAA指定终止，作者在终止密码子识别蛋白eRF1中发现的一些变化可能是导致终止密码子识别变化的部分原因。但UAA、UAG和UGA是如何被识别为mRNA内部位置的氨基酸编码的呢？在mRNA序列的基础上，转移性RNA（tRNA）将氨基酸带到新形成的蛋白质的部位，从而作为mRNA和蛋白质之间的一个适配器分子。在其结构的一端，tRNA携带一个氨基酸，而在另一端有一个特定的三联体核苷酸，称为反密码子。反密码子通过互补的碱基配对与mRNA中的密码子相匹配，从而使公认的密码子能够指定一个特定的氨基酸。不出所料，在B. nonstop中，UAA和UAG指定一个氨基酸，而不是停止，使用的tRNA具有与UAA或UAG配对的反密码子（图1）。这些tRNAs在标准的解码系统中是没有的，例如在其他生物体中，UAA和UAG指定蛋白质合成的终止。然而，尽管B. nonstop中的UGA被解码为指定氨基酸色氨酸，但没有发现具有与UGA相匹配的反密码子的tRNA--色氨酸。相反，在B. nonstop中存在的含色氨酸的tRNA保留了用于 "阅读 "UGG（色氨酸的标准密码子）的标准反密码子。然而，Kachale及其同事报告说，这种tRNA也能识别密码子UGA。这种tRNA与其他tRNA不同：投射tRNA反密码子的'臂'比正常的短一个碱基对（图1）。这个 "短臂 "的特点大大增强了tRNA对UGA的读取。有趣的是，这一特征也存在于一种叫做Condylostoma的生物体中，以前人们不知道UGA如何指定一个氨基酸。为什么B. nonstop解释遗传密码的方式会发生如此剧烈的变化？感染性病原体导致自然选择连续的宿主变体，这些变体对感染有抵抗力，并能挫败入侵者的反措施。B. nonstop是许多病毒的宿主，Kachale等人认为，采用这种变异的遗传编码可能有助于它在对抗感染性入侵者的 "军备竞赛 "中。作者还指出了另一种可能的选择力量。与锥虫科的其他物种相比，不停球菌的DNA中含G和C的核苷酸（C是胞嘧啶，另一种核苷酸碱基）的含量明显较低，这表明在其进化过程中，不停球菌获得了许多突变，增加了其含A和T的核苷酸的含量（T是碱基胸腺嘧啶）。这可能导致指定氨基酸的密码子改变了它们的序列，变得更富于A或T的序列。例如，通常编码色氨酸的UGG密码子的G-A突变，将使该密码子变成UGA、UAG或UAA。使这三个密码子中的每一个指定氨基酸而不是过早地表示终止可能是有利的。众所周知，远离反密码子位置的tRNAs突变会影响蛋白质合成保真度的各个方面，其中一个色氨酸tRNA的突变被详细描述8。Kachale及其同事的发现是引人注目的，因为它提供了一个自然的例子，说明tRNA形状的变化如何改变密码子的识别，而不改变反密码子本身。尽管tRNA数据库包含许多tRNA分子的序列和二级结构，但密码子的特异性主要是根据分子的反密码子来分配的，尽管不是完全如此9。B. nonstop色氨酸tRNA的奇特案例提醒我们，在准确分配tRNA的密码子特异性方面存在着突出的挑战。例如，人类基因组编码了400多个tRNA编码基因和许多类似tRNA的序列9。对于大多数tRNA来说，它们的密码子特异性完全是通过计算来预测的，而且不知道这些基因序列的变化会如何影响它们的密码子解码特性。正确分配一个tRNA的密码子特异性的部分挑战是由于tRNA合成后引入的许多核苷酸修饰的存在。此外，预测修饰状态并非易事，特别是考虑到以前未知的修饰类型正在不断被发现10。也许这一挑战的最终解决方案可以由深度学习方法来推动，在过去的几年里，深度学习方法推动了科学家预测蛋白质三维结构能力的巨大飞跃。然而，这种深度学习的成功是由大量相关实验数据的可用性促成的。尽管几十年来的工作已经提供了关于tRNA结构和密码子识别之间关系的广泛信息，但相比之下，现有的tRNA与密码子相互作用的三维结构的范围是有限的。鉴于低温电子显微镜技术产生高分辨率原子结构数据的能力不断增强，更好地提供低温电子显微镜可能最终在产生机器学习所需的数据集以解决这一问题方面做出重大贡献。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05584-2
https://blog.sciencenet.cn/blog-280034-1374771.html
上一篇：
金黄色葡萄球菌对广谱β-内酰胺类药物抗性的结构基础下一篇：
苯二氮卓类药物存在药物过量风险，年轻群体治疗失眠应谨慎使用！
