研究揭示了一种酶如何搭上另一种酶的顺风车来识别tRNA

把你的身体想象成一个组织严密的工厂，工人们昼夜不停地组装蛋白质。这些蛋白质是构成身体的机器和支架，对各种功能至关重要。在这家工厂里，被称为转移核糖核酸（tRNA）的特殊输送卡车将氨基酸——蛋白质的关键组成部分——输送到蛋白质制造机器——核糖体

格勒诺布尔EMBL的Kowalinski小组在这里使用了结构生物学方法的组合，为确保这些tRNA运输卡车针对其任务进行优化的过程提供了新的线索。研究结果发表在《自然结构与分子生物学》杂志上

该团队研究了tRNA修饰酶——一种专门的分子工作者，可以“定制”这些tRNA运输卡车。它们对tRNA结构进行特定的改变或添加，从而提高蛋白质构建过程的效率和准确性。这确保了tRNA卡车针对各自的任务进行优化和定制，从而实现更可靠、更精确的蛋白质生产

考虑到所有tRNA分子看起来都非常相似，但tRNA修饰酶只适用于特定类型的tRNA，问题来了：修饰酶如何准确地选择特定的tRNA分子进行修饰，并确保它们不会错误地选择错误的分子

为了回答这个问题，Kowalinski小组进行了实验，现在已经揭示了一种名为METTL6的tRNA修饰酶是如何选择其特定的tRNA靶标的

当科学家想了解蛋白质的微小细节时，他们可以使用一种名为冷冻电子显微镜的强大技术。在这里，科学家们首先快速冷冻蛋白质，帮助捕捉蛋白质的自然3D形状，而不会产生任何扭曲。接下来，他们使用电子束，像聚光灯一样产生反映蛋白质3D结构的阴影

参与这项研究的博士后Luciano Dolce说：“我们用这些阴影来计算蛋白质的形状和结构。”。“我们使用这项技术揭示了METTL6及其靶tRNA的结构。”

在METTL6 tRNA修饰酶的情况下，研究人员发现它不单独作用，而是与另一种酶——“tRNA合成酶”相互作用。

在上面的类比中，tRNA合成酶是负责装载tRNA运输工具并确保将正确的氨基酸装载到这些卡车上的工人。每辆tRNA送货卡车都携带一个特定的代码或模式，该代码或模式与建筑工地上的代码相匹配。tRNA合成酶是非常聪明的酶，可以读取tRNA卡车的核苷酸代码，然后找到并装载与代码匹配的正确氨基酸

科学家们发现，tRNA修饰酶METTL6本身并不是特别特异，也不是很有效。相反，METTL6掌握了它聪明的朋友——丝氨酸tRNA合成酶的手。这种tRNA合成酶特异性地结合tRNA，tRNA携带一种称为丝氨酸的氨基酸的密码

当丝氨酸tRNA与丝氨酸tRNA合成酶结合时，更容易与其他tRNA区分开来。你可以把丝氨酸tRNA合成酶看作是一个非常聪明的朋友，它可以帮助METTL6找出要修饰的tRNA。该研究的作者认为，这种友谊是已知的第一个使用tRNA合成酶作为识别因子的tRNA修饰酶的例子

这一发现不仅仅是弄清楚与tRNA结合的METTL6–丝氨酸tRNA合成酶复合物的结构；这就像发现了一种制造更好药物的强大新工具。这是特别重要的，因为METTL6在癌症患者的肿瘤样本中高度丰富，例如在一些乳腺癌和肝癌中

对细胞培养物和小鼠的研究表明，减缓METTL6可能有助于减少癌症的生长。Kowalinski小组的新发现展示了METTL6是如何工作的，以及它是如何识别tRNA的。这将使设计精确的药物来减缓肿瘤生长，这可能成为正在进行的对抗疾病的更明智的策略——这一策略来自于对身体分子机制内部运作的理解