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| Aminoacyl-tRNA-Synthetase | ||
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| Enzymklassifikation | ||
| EC, Kategorie | 6.1.1.- Ligase | |
| Substrat | ATP + Aminosäure + tRNA | |
| Produkte | AMP + Diphosphat + mit Aminosäure verknüpfte tRNA | |
| Vorkommen | ||
| Ãœbergeordnetes Taxon | Lebewesen | |
Eukaryoten haben einen zusätzlichen Satz mitochondrieller AARS, und Pflanzen einen weiteren. Diese sind zu den Hauptenzymen und untereinander unterschiedlich und beladen vorzugsweise die tRNA der jeweiligen Organellen.[2]
Die Aufteilung der AARS erfolgt in zwei Klassen: Klasse 1-AARS haben eine Rossmann-Faltung, während Klasse 2-AARS ein beta-Faltblatt aufweisen.[3][4]
Beim Mensch führen Mutationen im GARS-Gen (Glycyl-tRNA-Synthetase) zu einer Form des Morbus Charcot-Marie-Tooth. [5]
Damit eine tRNA mit der entsprechenden Aminosäure (AS) beladen werden kann, muss die Aminoacyl-tRNA Synthetase die AS zuerst aktivieren. Dies geschieht durch Bildung einer Carbonsäure-Phosphorsäure-Anhydrid-Bindung zwischen der Aminosäure und ATP, wobei AS-AMP (Aminoacyladenylat) und Pyrophosphat (PPi oder Diphosphat) entstehen.
Nun kann die mit AMP verbundene AS auf das 3'-Ende der tRNA übertragen werden, wobei das AMP-Molekül wieder abgespalten wird.
Die Spezifität und Kontrolle dieser Aminoacylierung der tRNAs ist genauso wichtig für die Genauigkeit der Proteinbiosynthese wie die Anticodon-Codon-Wechselwirkung zwischen tRNA und mRNA am Ribosom. Wird die tRNA mit der falschen Aminosäure beladen, so wird bei der Proteinbiosynthese die falsche Aminosäure eingebaut, auch wenn die tRNA-mRNA-Wechselwirkung korrekt ist.
Einige Aminoacyl-tRNA Synthetasen erkennen die passenden tRNAs hauptsächlich anhand des Anticodons. Es konnte allerdings durch Mutageneseexperimente für die Alanyl-tRNA Synthetase gezeigt werden, dass diese die entsprechende tRNA nicht am Anticodon, sondern anhand des Akzeptorstamms und einer Haarnadelschleife erkennt. Auch gibt es nicht für jede der möglichen 64 Codon-Kombinationen eine spezifische Aminoacyl-tRNA-Synthetase, sondern nur eine für jede proteinogene Aminosäure (siehe degenerierter genetischer Code).
Schließlich besitzt die Aminoacyl-tRNA-Synthetase auch die Fähigkeit zum Korrekturlesen und kann die Bindung zwischen einer "falsch beladenen" Aminosäure und der tRNA überdies wieder auflösen.
