tRNA是蛋白质翻译过程中不可或缺的一部分。它将mRNA的遗传密码翻译成相应的蛋白质。蛋白质翻译过程需要明确的特异性tRNA结构及其识别mRNA上核苷酸的能力(密码子-反密码子识别过程)。天然tRNA被超过90种不同的化学基团大量修饰，这些化学基团影响tRNA的折叠、稳定性、氨基酸充电以及密码子识别和解码。越来越多的证据表明，天然tRNA修饰参与了许多生物过程和人类疾病。

图1所示。尿嘧啶(U, 1)、2-硫脲(s2U, 2)、香叶基化2-硫脲(ges2U, 3)、香叶基化5-甲基氨基甲基-2-硫脲(mnm5ges2U, 4)和香叶基化5-羧基甲基氨基甲基-2-硫脲(cmnm5ges2U, 5)的化学结构。

S -2-硫脲上的geranyation(图1)是最近在几种细菌中发现的tRNA天然修饰之一，包括大肠杆菌，大肠aerogenes，铜绿假单胞菌,美国沙门氏菌感染频率高达6.7%(每个细胞约400个香叶基化核苷酸)。这种脂质修饰的尿苷位于赖氨酸、谷氨酰胺和谷氨酸特异性tRNA的第一个反密码子位置(wobble 34位置)。它影响密码子偏差，减少翻译过程中的帧移。这种修饰不仅显示了当前的生物学意义，而且显示了在早期RNA世界阶段RNA促进脂质合成的潜力。在这项工作中，我们合成了香叶化RNA，研究了它们的碱基配对稳定性和特异性，并研究了它们在双链和核糖体背景下的结构特征。

图2所示。香叶基化2-硫脲(ges2U)分别与A、G、C和U的碱基配对和错配模式。

我们的生物物理和分子模拟研究共同表明，这种疏水性萜烯基团导致U-G对比正常的沃森-克里克U-A对和其他错配对具有更高的热稳定性(图2)，这表明在双工结构和存在核糖体结合的密码子-反密码子识别中，G和其他核碱基具有很强的碱基配对特异性和区别。在我们研究的所有结构背景下，香叶基化的2-硫脲和鸟苷碱之间形成的两个氢键都是稳定的。这项工作提供了解释，为什么有更好的识别g端代码比其他由香叶酰化trna。除了增强碱基配对特异性外，这个庞大的疏水香叶基还被推测具有其他功能，如RNA定位和RNA运输，以及香叶基和硒基参与的代谢途径。对RNA中这种独特的天然修饰的进一步详细研究将为其当前的生物学功能以及在早期脂质合成中的潜在进化作用提供新的见解。

Phensinee Haruehanroengra，贾胜
奥尔巴尼大学化学系和RNA研究所，
纽约州立大学，美国纽约州奥尔巴尼华盛顿大道1400号

出版

香叶基化RNA的合成、碱基配对及结构研究。
王锐，范格维提S, Ranganathan SV, Basanta-Sanchez M, haruehanroengrp，陈安，盛军
《核酸》2016年7月27日

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