氨基酸的活化与转运氨基酸的活化反应氨基醯-trna 合成酶(aars).pdfVIP

氨基酸的活化與轉運 在蛋白質生物合成中，各種氨基酸在參入肽鏈之前必須先經活化，然後再由 其特異的tRNA 攜帶至核糖體上，才能以mRNA 爲模板縮合成肽鏈。氨基酸活化 後與相應的 tRNA 結合的反應，均是由特異的氨基醯-tRNA 合成酶 (amino acyl-tRNA synthetase，簡寫爲aaRS)催化完成的。 氨基酸的活化反應 氨 基 酸 -AMP-aaRS 複合物 的形成在aaRS、ATP 及二價陽離子( 如 Mg2+)存在下，形成上 述複合物並釋放出 PPi。例如，丙氨酸 -AMP －丙氨醯－ tRNA 合 成 酶 （AlaRS）複合物的 形成如下：氨基醯－tRNA 的形成氨基酸以氨基酸－AMP－aaRS 複合物的形式轉 到tRNAAla 上，形成Ala-tRNAAla。各種tRNA 的3’端都有同樣的三個核苷 酸 的序列（-CCA）。氨基酸即結合在tRNA 的3’－CCA 末端腺苷 酸（A）的核糖2’ 或3’游離－OH 上，以酯鍵相連。上述氨基酸的活化反應，表示絕大多數氨基酸 的活化過程。到目前爲止，另發現有二種氨基酸（Gln 和Ile）的活化有其特殊條 件。Gln-tRNA 複合物的形成如下，即先由一個Glu 經GluRS 作用接在tRNAGln 上，形成 Glu-tRNA；然後再經轉氨基酶 作用，將 Glu（或 Asn）的醯胺基接到 Glu-tRNA 複合物的Glu 上，最終形成Gln-tRNA 複合物。 此外哺乳動物Ile-tRNA 複合物的形成，在標準的tRNA 氨基醯化反應系統中 + 2+ (50 mmol/L Tris-HC l pH7.5，50 mmol/L K ，2 mmol/L Mg ，1 mmol/L DTT，2 mmol/L ATP，aaRS，tRNA 和標記的某種氨基酸)，必須加入 1-2 mmol/L 的多胺(如 精胺酸)，否則哺乳動物的tRNAIle 不能被氨基醯化。 氨基醯-tRNA 合成酶 (aaRS) aaRS 存在於所有的生物體，定位於細胞漿。已從許多生物組織中萃取純化， 4 5 其分子量從2.27 x 10 －2.7 x 10 不等，有的由單一肽鏈組成，有的由幾個次單位 組成，通常稱爲α和/或β次單位。單個肽鏈的大小差別較大，從嗜熱桿菌(Bacillus stearothermophilus)的TrpRS 含327 個氨基酸殘基到E.coli IleRS 含939 個氨基酸 殘基不等。來源於不同生物的同種 aaRS 其序列保守性亦不同，如酵母和細菌的 同種aaRS 比較，其同源性約在20%─50%範圍。 54 分子生物學總論 陳世明 整理 aaRS 的活性中心一般含有一個或幾個-SH 基