图：AcP 和 CobB 通过调控 aaRS 的乙酰化和去乙酰化修饰调节它的氨基酰化活力。一定的生理条件下 AcP 通过上调 aaRS 的乙酰化水平，关闭酶活性；而乙酰化修饰可通过 CobB 的去乙酰化使 aaRS 恢复活性。
4 月 28 日，国际学术期刊《生物化学杂志》（Journal of Biological Chemistry）在线发表了中国科学院上海生命科学研究院分子细胞科学卓越创新中心 / 生物化学与细胞生物学研究所王恩多研究组的最新研究成果：Acetylation of lysine ε-amino groups regulates aminoacyl-tRNA synthetase activity in Escherichia coli。
氨基酰 -tRNA 合成酶（aminoacyl-tRNA synthetase，aaRS）催化氨基酸和对应的 tRNA 底物之间的酯化反应，生成氨基酰 -tRNA（aminoacyl-tRNA，aa-tRNA），为在核糖体上进行的蛋白质合成提供原料。基于催化结构域和氨基酰化反应在 tRNA 末端核糖上发生位置的异同，aaRS 可以被分为 I 类和 II 类两大类。亮氨酰 -tRNA 合成酶（leucyl-tRNA synthetase，LeuRS）、精氨酰 -tRNA 合成酶（arginyl-tRNA sythetase，ArgRS）属于 I 类酶。已有报道表明，一些 aaRS 的磷酸化修饰可参与大肠杆菌的耐药机制或哺乳动物细胞的氧化应激等信号通路，但是鲜见关于 aaRS 上其它类型的翻译后修饰（如乙酰化修饰）的深入研究。
蛋白质组学分析表明，来自大肠杆菌 (Escherichia coli) 到人类 (Homo sapiens) 的 aaRS 都具有乙酰化修饰，且一些被鉴定到具有乙酰化修饰的赖氨酸残基是保守的。在王恩多指导下，博士研究生叶青等人研究了大肠杆菌中 aaRS 的乙酰化修饰对酶活力带来的影响。他们通过质谱鉴定获得了大肠杆菌体内 LeuRS (EcLeuRS)和 ArgRS (EcArgRS)乙酰化修饰的位点信息；利用谷氨酰胺 (glutamine，Glu) 扫描（Glu scanning，模拟具有乙酰化修饰的 Lys）发现 EcLeuRS 上的 3 个位点 (Lys619、Lys624 和 Lys809) 和 EcArgRS 上的 2 个位点 (Lys126 和 Lys408) 对酶的催化活力具有重要作用；使用 pAcKRS 系统，获得了定点插入ε- 氨基乙酰化的赖氨酸 (Nε-acetyl-L-lysine，Ac-Lys) 的 EcLeuRS 和 EcArgRS。他们在分析以上乙酰化修饰的酶的性质后，发现以上 Lys 残基的乙酰化修饰的酶降低了氨基酸的活化活力和酶与对应 tRNA 之间的亲和力，使酶的氨基酰化活力降低或丧失。此外，他们通过体外实验发现，一种被报道可以在原核细胞中化学修饰乙酰化蛋白质的高能化合物乙酰磷酸 (acetyl-phosphate，AcP) 和沉默信息调节因子 2 相关酶 (silent information regulator 2-related enzymes，Sirtuin) 家族的去乙酰化酶 CobB 可能参与乙酰化和去乙酰化修饰 EcLeuRS 和 EcArgRS 的调节。以上研究结果揭示了乙酰化修饰对 aaRS 氨基酰化活力潜在的调节功能，首次提出乙酰化修饰可能作为一种翻译后水平的开关控制 aaRS 的活力，从而影响蛋白质翻译过程。
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