Etude du mécanisme d’édition post-transfert des aminoacyl-ARNt synthétases

Les aminoacyl-ARNt synthétases (aaRSs) sont critiques pour le processus de traduction, catalysant l’attachement des acides aminés spécifiques à leurs ARNts apparentés. Pour assurer la formation d’un aminoacyl-ARNt fonctionnel, et de ce fait augmenter la fiabilité de la traduction, plusieurs aaRSs ont une fonction d’édition qui entrave la formation des ARNts mal aminoacylés. En collaboration avec des chercheurs des universités de Tokyo et Tsukuba au Japon, le laboratoire de Dynamique Moléculaire de l’IBS a étudié de façon théorique le mécanisme d’édition en utilisant les potentiels hybrides de la chimie quantique ab initio et de la mécanique quantique en combinaison avec les simulations de la dynamique moléculaire. Ils ont démontré que le mécanisme d’édition pour une enzyme de la classe I, la leucyl-ARNt synthétase (LeuRS), complexée avec un ARNt-Leu mal-aminoacylé, est une réaction d’autoclivage de l’ARNt. Une analyse des données expérimentales existantes et des modélisations additionnelles suggèrent que les mécanismes ribozymals de ce type pourraient également se produire dans le ribosome, aussi bien que dans d’autres aaRSs. Bien que la protéine ne participe pas directement à la réaction chimique, elle a des effets importants de stabilisation sur quelques intermédiaires de haute énergie le long du chemin réactionnel. De tels catalyseurs hybrides sont également indicatifs des formes transitoires qui pourraient avoir joué un rôle important dans l’hypothèse du monde d’ARN à l’origine de la vie.

The Editing Mechanism of Aminoacyl-tRNA Synthetases Operates by a Hybrid Ribozyme/Protein Catalysis. Y. Hagiwara, O. Nureki, M. J. Field and M. Tateno. Journal of the American Chemical Society, online, 2010.