人胞质精氨酰-tRNA合成酶(hcArgRS)的mRNA编码两种不同形式的蛋白质。一种为全长形式,主要参与蛋白质合成,另一种是N-末端截短72个氨基酸的形式(ΔNhcArgRS),可能参与蛋白质降解过程。ArgRS通过为精氨酰-tRNA蛋白质转移酶(ATE1)提供精氨酸-tRNA作为底物,从而参与到泛素化依赖的“N-末端规则”蛋白质降解途径中。近期的研究表明“N-末端规则”中几个关键的蛋白质都受到血红素的调控,因此我们试图研究hcArgRS的活力是否也同样受到血红素的调节。我们的研究结果表明,血红素确实能够结合到两种不同形式的人胞质ArgRS上。通过Soret带光谱位移方法和定点突变技术的结合,我们鉴定出位于Add1结构域上的Cys-115是血红素特异性结合的轴向配体。血红素能够通过抑制氨基酸活化来抑制两种人胞质ArgRS的精氨酰化活力。动力学数据表明,在血红素存在的情况下,三种底物的Km值变化不明显,而kcat值明显的降低。而原核生物ArgRS的活力对血红素不敏感,在血红素存在的情况下没有明显的下降。分子筛实验证明血红素诱导ArgRS的寡聚化是其抑制ArgRS的催化活力的主要因为。然而,Cys-115的突变体C115A仍然能够被血红素诱导多聚化从而产生活力的下降,这说明血红素与Cys-115的结合并不是人胞质ArgRS活力被抑制的因为,因此血红素与轴向配体的特异性结合可能发挥了其它的生物学功能。