半胱氨酰
半胱氨酰-tRNA 合成酶 (CysRS) 催化半胱氨酸与其同源 tRNA Cys的氨酰化反应在蛋白质翻译的第一步。发现 CysRS 与其他 aaRS 不同，因为它无需编辑反应即可转移半胱氨酸，这不适用于丝氨酸，尽管它们的结构相似。令人惊讶的是，CysRS 具有高氨基酸特异性的原因尚不清楚。在这项研究中，通过分子动力学 (MD) 比较了 Cys-AMP 及其近同源氨基酸 Ser-AMP 与 CysRS 的结合构型。结果表明，CysRS在结合和识别过程中一定程度上屏蔽了底物Cys-AMP，从而为下一步反应的高选择性提供了保证。而Ser-AMP在CysRS中处于折叠状态。同时，CysRS中Cys-AMP与Zn963的相互作用比Ser-AMP强得多。CysRS 中的底物辅助氨酰化机制也通过量子力学/分子力学 (QM/MM) 建模进行了探索。根据QM/MM势能，TS的能垒Cys-AMP为 91.75 kJ/mol，而 TS Ser-AMP接近 150 kJ/mol。基于热化学计算，发现Cys-AMP产物比反应物更稳定。相反，Ser-AMP 具有比其产物更稳定的反应物。因此，它反映了 CysRS 的特异性源于反应的动力学和热力学角度。我们的研究全面展示了CysRS如何识别和催化底物Cys-AMP，希望能为该领域的研究人员提供一些指导。
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