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第22种经遗传编码的氨基酸
长久以来蛋白质已知仅由20种称为氨基酸的构材所组成，不过约25年前，科学家发现了第21种被称为硒半胱氨酸(selenocysteine)的额外氨基酸。目前两组分别由位于哥伦布市俄亥俄州立大学，生化学家Michael Chan及微生物学家Joseph Krzycki所领导的研究人员，在一种称为转甲基酶(methyltransferase)的酵素中发现了第22种氨基酸，该酵素于称为甲烷菌的产烷微生物中分解甲氨(CH3NH2)，而产生甲烷。科学家称此新氨基酸为吡咯赖氨酸(pyrrolysine)。
于细胞中，蛋白质是由称为转录及转译的两种过程所合成。第一种过程中，DNA的遗传讯息被转录到信使RNA中。第二种过程中，信使RNA被转译到一长串自行组合形成蛋白质的氨基酸中。
转译过程期间，一种由蛋白质与RNA所组成，称为核糖体(ribosome)的复合物附着于信使RNA上，并三个三个地辨读其核苷酸(尿嘧啶U、腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞核嘧啶C)。于核糖体内，转移RNA分子附着于每一三个核苷酸组，也就是密码子(codon：有三种化学排列，能产生特定氨基酸以构成遗传因子)上，而提供被添加到一点一点折叠以形成蛋白质之氨基酸链上的相关氨基酸。
64种可能的密码子，除UAA、UAG及UGA外皆具有征召20种标准氨基酸之一的特定转移RNA。这三种密码子通常被用来显示氨基酸链的尾端部份，不过某些情况下，特定的转移RNA将UGA结合于第21种称为硒半胱氨酸的非标准氨基酸上。
过去几年间，俄亥俄州立大学这两组科学家发起了一项进一步确认什么氨基酸是由UAG所编码的共同研究。Krzycki这小组发现一种已知产生甲烷，被称为Methanosarcine barkeri的微生物含有一种UAG译码的转移RNA及一种独特的裂解基(lysyl)转移RNA合成酶(PylS：一种协助转译UAG密码子的蛋白质)。Krzycki与其同仁提及PylS能使UAG译码的转移RNA充满，而后酶作用地被改变以形成其它氨基酸的赖氨酸。
为显现出经UAG编码之氨基酸本身的特征，该单甲氨转甲基酶的结构是由Chan小组所确定。该酵素的两种结构是在不同的晶化条件下获得的，来自这两种不同晶体结构之电子密度的相称性暗示，该由UAG编码的氨基酸是由具有该改变群之羧酸盐被系于赖氨酸带正电之氮原子上的4-substituted-(4R，5R)-pyrroline-5-carboxylate化学式所表述。
藉由证明吡咯赖氨酸相当于某些基因中的UAG密码子，及在含有此些基因之有机体中发现一种琥珀色的译码转移RNA，研究人员证实吡咯赖氨酸是自然界中有待确认之第22种经遗传编码的氨基酸。
科技之光
2002.12.06
