第1章 转移核糖核酸研究的历史概况 1
1.1.从研究蛋白质生物合成中得到的启示 1
1.2.“连接体”(adaptor)假说 2
1.3.氨基酸激活酶与tRNA的发现 3
1.4.酵母丙氨酸tRNA——第1个测定全序列的核酸 5
1.5.70年代的研究情况 7
1.6.80年代的研究情况 9
1.6.1.人工合成具有完整生物活力的酵母丙氨酸tRNA 9
1.6.2.tRNA的生物合成 11
参考文献 12
第2章 tRNA的制备、纯化与序列分析 16
2.1.tRNA的制备 16
2.1.1.超离心法制备tRNA 16
2.1.2.苯酚抽提法从完整的细胞制备tRNA 16
2.1.3.用阳离子去污剂从各种生物组织中制备tRNA 17
2.1.4.其他方法 17
2.2.tRNA的纯化 17
2.2.1.逆流分溶法 17
2.2.2.柱层析法 19
2.2.3.聚丙烯酰胺凝胶电泳法 26
2.3.RNA序列分析的战略 28
2.3.1.逐步降解战略 28
2.3.2.片段重叠战略 28
2.3.3.凝胶直读战略 28
2.4.tRNA序列分析中常用的工具酶 29
2.4.1.牛胰核糖核酸酶(RNase A) 29
2.4.2.高峰淀粉酶核糖核酸酶T1(RNase T1) 29
2.4.3.高峰淀粉酶核糖核酸酶T2(RNase T2) 29
2.4.4.核糖核酸酶U2(RNase U2) 29
2.4.5.核糖核酸酶N1(RNase N1) 30
2.4.6.核糖核酸酶Phy M(RNase Phy M) 30
2.4.7.小球菌核酸酶 30
2.4.8.蛇毒磷酸二酯酶 30
2.4.9.牛脾磷酸二酯酶 30
2.4.10.大肠杆菌碱性磷酸单酯酶(PMase) 31
2.4.11.T4多核苷酸激酶(PNKase) 31
2.4.12.T4RNA连接酶 31
2.4.13.多核苷酸磷酸化酶(PNPase) 31
2.5.寡核苷酸的分离 32
2.5.1.柱层析 32
2.5.2.DEAE-纸层析和纸电泳 34
2.5.3.聚丙烯酰胺凝胶电泳 35
2.5.4.薄板层析 36
2.6.碱基组成分析和末端分析方法 38
2.6.1.碱基组成分析方法 38
2.6.2.末端分析方法 38
2.7.末端标记 38
2.7.1.5＇端放射性同位素标记 38
2.7.2.3＇端放射性同位素标记 39
2.7.3.3＇端荧光标记 39
2.8.tRNA序列分析的检测方法 39
2.8.1.紫外光吸收法 39
2.8.2.放射自显影法 40
2.8.3.紫外荧光法 40
2.9.测定tRNA序列的方法 40
2.9.1.利用核酸碱基吸收紫外光性质的测定方法 40
2.9.2.放射性同位素前标记的测定方法 45
2.9.3.放射性同位素后标记的测定方法 46
2.9.4.3＇端荧光标记的测定方法 53
参考文献 54
第3章 tRNA的结构 60
3.1.tRNA的碱基组成特征 60
3.2.tRNA的修饰核苷 60
3.2.1.新修饰核苷的化学结构分析 73
3.2.2.已知修饰核苷的种类及化学结构 74
3.2.3.鉴定修饰核苷的方法 75
3.2.4.修饰核苷酸在各种生物组织中的分布 78
3.3.tRNA的一级结构 78
3.3.1.1965～1990年底tRNA一级结构研究概况 78
3.3.2.tRNA一级结构的特征 79
3.3.3.tRNA一级结构比较 80
3.4.tRNA的二级结构 80
3.4.1.三叶草二级结构模型 80
3.4.2.三叶草二级结构的特殊类型 81
3.4.3.不变核苷酸和半不变核苷酸 85
3.4.4.修饰核苷在tRNA分子中的位置 88
3.4.5.起始tRNA的结构特点 88
3.4.6.校正tRNA 90
3.5.tRNA的三级结构 91
3.5.1.tRNA的结晶 91
3.5.2.酵母苯丙氨酸tRNA的三级结构 91
3.5.3.起始tRNA及其他tRNA的三级结构 95
3.6.tRNA在水溶液中的构型及研究方法 96
3.6.1.化学修饰法 96
3.6.2.核磁共振(NMR)谱法 100
3.6.3.核酸酶水解法 101
3.6.4.寡核苷酸结合实验 103
3.6.5.氨酰化对tRNA构型的影响 104
3.7.tRNA 3＇端核糖的2＇和3＇羟基氨酰化的专一性 105
3.7.1.3＇端修饰的tRNA的制备 105
3.7.2.3＇脱氧tRNA的氨酰化 105
3.8.密码子诱导tRNA构型的转变 106
3.9.tRNA结构小结 106
3.10.tRNA与氨酰-tRNA合成酶复合物的空间结构 107
3.10.1.大肠杆菌tRNAGln与谷氨酰胺-tRNA合成酶和ATP三元复合物的空间结构 107
3.10.2.酵母tRNAsp与门冬氨酰-tRNA合成酶二元复合物的空间结构 108
3.11.RNA病毒基因组3＇端的类tRNA结构 108
参考文献 111
第4章 tRNA的生物功能 117
4.1.氨基酸的活化 117
4.1.1.氨酰-tRNA合成酶 117
4.1.2.氨酰-tRNA合成酶对tRNA的识别 120
4.1.3.氨酰-tRNA合成酶识别tRNA的分子基础 124
4.2.tRNA在启动肽链合成中的作用 126
4.2.1.起始tRNA的作用 126
4.2.2.肽链合成的起始 127
4.3.tRNA在肽链延伸中的作用 130
4.3.1.氨酰-tRNA·核糖体·mRNA三元复合物的形成 130
4.3.2.转肽反应 130
4.3.3.移位 132
4.3.4.tRNA结合核糖体的三点模型 132
4.4.tRNA不参与肽链合成的终止 133
4.5.校正tRNA(suppressor tRNA)的功能 134
4.5.1.三类校正tRNA 134
4.5.2.研究校正tRNA的系统 136
4.5.3.校正的机制 137
4.5.4.天然的校正tRNA 138
4.5.5.硒代半胱氨酸tRNA参与含硒氨基酸与含硒蛋白质的合成 138
4.6.修饰核苷的功能 141
4.6.1.修饰核苷对tRNA接受氨基酸活力的影响 141
4.6.2.修饰核苷在氨基酸参入蛋白质过程中的功能 142
4.7.tRNA生物功能的多样性 144
4.7.1.谷氨酰-tRNA参与叶绿素的生物合成 144
4.7.2.细菌细胞壁的合成 146
4.7.3.氨酰磷酯酰甘油的合成 146
4.7.4.在蛋白质N端加上一个氨基酸 146
4.7.5.甘氨酰酯多糖的合成 147
4.7.6.反转录酶的反转录引物 148
4.7.7.酶的抑制剂 148
4.7.8.对细胞物质代谢的调控 148
4.7.9.tRNA与疾病的关系 152
4.8.tRNA的起源 152
参考文献 153
第5章 tRNA的生物合成 158
5.1.细胞内RNA的合成部位及其由细胞核向细胞质的转移 158
5.2.tRNA基因(tDNA)的组织与结构 159
5.2.1.tRNA基因的特点 159
5.2.2.原核细胞tRNA基因的组织与结构 160
5.2.3.大肠杆菌、沙门氏杆菌和枯草杆菌中tRNA基因组织与结构的比较 163
5.2.4.真核生物细胞核tRNA基因的组织与结构 166
5.2.5.tRNA基因的结构 168
5.2.6.线粒体tRNA基因 171
5.2.7.叶绿体tRNA基因 174
5.2.8.噬菌体tRNA基因的组织与结构 176
5.3.tRNA基因的转录 178
5.3.1.原核细胞tRNA基因的转录 178
5.3.2.真核生物细胞核tRNA基因的转录 180
5.3.3.线粒体tRNA基因的转录 182
5.3.4.叶绿体tRNA基因的转录 184
5.3.5.噬菌体tRNA基因的转录与加工 184
5.4.tRNA前体的加工 186
5.4.1.RNase P和tRNA前体5＇端的加工 186
5.4.2.tRNA前体3＇端的加工及有关的酶 192
5.4.3.tRNA-核苷酸转移酶和tRNA的3＇端添加CCA序列 197
5.4.4.tRNA前体中居间序列的切除 198
5.4.5.多顺反子中tRNA前体的加工 200
5.4.6.tRNAHis前体的特殊加工 201
5.5.tRNA分子中修饰核苷的生物合成 202
5.5.1.tRNA-修饰酶的识别信号和修饰部位 202
5.5.2.细菌tRNA-修饰酶合成的调节和遗传学 203
5.5.3.修饰核苷的生物合成与细胞的代谢和发育 204
5.5.4.辫苷(Q)的生物合成 205
5.5.5.假尿苷(Ψ)的生物合成 208
5.5.6.核糖胸腺苷(rT)的生物合成 209
5.5.7.异戊烯腺苷(i6A)及其衍生物(ms2i6A和ms2io6A)的生物合成 209
5.5.8.硫尿苷(s2U和s4U)的生物合成 210
5.5.9.硒尿苷(se2U和se4U)及其衍生物的生物合成 211
5.5.10.甲基核苷的生物合成 212
参考文献 212
第6章 tRNA的人工合成 217
6.1.国外核酸人工合成的概况 217
6.1.1.寡脱氧核糖核苷酸的合成 217
6.1.2.重复序列的多聚脱氧核糖核苷酸对破译遗传密码的贡献 220
6.1.3.tRNA基因的人工合成 223
6.1.4.寡核糖核苷酸的人工合成 231
6.2.酵母丙氨酸tRNA(tRNAAla)的人工全合成 235
6.2.1.酵母tRNAAla全合成的战略 235
6.2.2.化学方法合成2-4个核苷酸的小片段 237
6.2.3.化学与酶促反应相结合合成3～8个核苷酸小片段 237
6.2.4.T4RNA连接酶与T4多核苷酸激酶相结合合成大片段寡核糖核苷酸 238
6.2.5.3＇半分子(36～76序列)的人工合成 239
6.2.6.5＇半分子(1～35序列)的人工合成 242
6.2.7.tRNAAla的人工半合成 243
6.2.8.酵母丙氨酸tRNA的人工全合成 247
6.2.9.酵母tRNAAla人工全合成的理论意义 252
6.3.其他tRNA类似物的人工合成 253
6.3.1.大肠杆菌甲酰甲硫氨酸tRNA(tRNAfMet)的人工合成 253
6.3.2.大肠杆菌甘氨酸tRNA2的5＇半分子的人工合成 257
6.3.3.大肠杆菌tRNAAla的全合成 257
参考文献 258
附录 261
附录1 氨基酸的中英文名称及缩写符号 261
附录2 tRNA和氨酰-tRNA合成酶等的表示方法 262
附录3 遗传密码字典 262