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中央大學生命科學系王健家教授團隊長期鑽研基因訊息解碼,近期發現Thg1是一個雙重功能酵素,既能修飾tRNA(轉運核糖核酸),也能水解GTP;新證據將有助於解開小腦萎縮症的致病機制及藥物研發,成果已刊登在國際頂尖期刊《核酸研究》《Nucleic Acids Research》。
王健家教授表示,基因解碼過程是由許多酵素及轉譯因子共同作用及調控,其中一個關鍵步驟是將胺基酸裝載於相對應的tRNA (轉運核糖核酸)分子上。tRNA如同一個忠實的郵差,能辨識及讀取mRNA上的密碼,並卸下相對應的胺基酸,因此tRNA分子是最直接的密碼解譯者;如果基因發生突變或解碼過程出現差錯,合成的蛋白質序列或折疊就會跟著出錯,接著會產生細胞毒性,甚或導致神經退化相關疾病,如阿茲海默症、巴金森氏症、CMT神經退化症、及小腦萎縮症等。
先前的研究指出,人類的tRNA修飾酵素Thg1可以將一個GTP加到tRNA分子上,經此修飾過後的 tRNA才能攜帶胺基酸,參與基因解碼。然而,過去的研究也顯示,在高濃度GTP條件下,Thg1可以連續加三個GTP到tRNA分子上,經此修飾過後的tRNA分子則無功能。因此,究竟Thg1如何避免同時加三個GTP到tRNA分子上一直是一個困擾分子生物學家的謎團。
王健家教授團隊意外地發現,Thg1是一個「雙重功能的酵素」,它不僅能將GTP加到tRNA分子上,還兼具水解GTP的活性,因此只有一個GTP可以加到tRNA分子上。過去的研究顯示,Thg1突變會導致家族性小腦萎縮症及發育延緩,但是一直找不到直接證據解釋其致病機制;這次的新發現將有助於解開這個神經退化疾病的形成原因,並提供生技藥廠新的治療藥物研發方向。
原文轉載自【2022-10-06/國立教育廣播電台】