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氨基酰-tRNA合成酶(aaRS)的经典功能即催化tRNA的氨基酰化反应，合成相应氨基酰-tRNA(aa-tRNA)，为蛋白质的生物合成提供重要原料。相对于低等生物中游离存在的aaRS，一些真核aaRS能通过进化中获得的附加结构域相互作用而形成aaRS复合物。例如，在高等哺乳动物细胞质中，9种aaRS和3种非酶辅因子形成一个多氨基酰-tRNA合成酶复合体(MSC)。近年来的研究表明，外界刺激诱发的级联反应能迅速释放MSC部分成员，参与调控各种信号通路，这种有别于其催化活性的功能均被统称为aaRS的非经典功能。为了探索调控MSC成员的新形式以及相应的生物学功能，我们以亮氨酰-tRNA合成酶(LeuRS)C-端结构域为诱饵，通过酵母双杂交筛选到中性钙蛋白酶calpain2。进一步研究发现钙蛋白酶calpain2和calpain1均能部分水解MSC成员，释放出多种特异性的蛋白质片段，并且这些片段在表观上与已报道的多数aaRS功能性结构域类似。另外，通过蛋白质N-端测序，我们发现calpain能水解去除精氨酰-tRNA合成酶(ArgRS)、谷氨酰氨酰-tRNA合成酶(GlnRS)以及非酶辅因子1(AIMP1/p43)的N-端延伸结构域，分别生成相应的截短形式ArgRS△N63、GlnRS△N198、p43△N106。通过免疫共沉淀及免疫荧光分析表明，calpain水解不仅明显影响MSC组装，水解生成的p43和GlnRS片段在细胞内的分布也明显改变。 我们的蛋白质N-端测序的结果表明，经calpain部分水解，GlnRS丢失了真核细胞特有的N-端延伸。鉴于目前人胞质GlnRS相关的催化功能鲜有报道，因此，我们对比研究了GlnRS和GlnRS△N198的氨基酰催化活力。与野生型相比，GlnRS△N198对tRNAGln的亲和力下降了12.9倍(KM从0.23μM上升到2.96μM)，而对谷氨酰胺的亲和力下降了～52.3倍(KM从13.1μM上升到685μM);但截短的酶催化反应速度却提高了2.5倍以上;这些数据表明GlnRS△N198氨基酰化活力的下降主要源于其对底物亲和性的降低。另外，我们发现U937细胞中产生的凋亡释放因子p43(ARF)与calpain水解生成的p43△N106完全一致。经calpain专一抑制剂calpeptin处理或RNAi下调U937细胞中calpain，均能很好地抑制p43△N106在饥饿U937细胞中的生成与胞外分泌。 U937细胞能在血清饥饿刺激下持续生成并向外分泌p43△N106，暗示p43△N106可能具有类似细胞因子的功能，这促使我们展开与p43△N106功能相关的研究。我们发现不同于MSC非酶辅因子成员p43或p38经微型囊泡途径分泌于胞外，p43△N106则以非囊泡形式向细胞外分泌;胞外谷氨酰胺浓度不仅调控p43△N106在细胞内的生成，也能调控p43△N106向细胞外的分泌过程，而其各种次级代谢产物均不能替代谷氨酰胺对p43△N106的调控。我们通过昆虫表达系统分别获得高纯度无内毒素污染的p43、p43△N106和EMAPⅡ(p43的C-端结构域)，用于对比检测p43△N106在介导细胞炎症反应中的重要作用及差异。此外，通过免疫共沉淀偶联蛋白质质谱技术，我们筛选到一系列与p43或p43△N106相互作用的蛋白质，暗示p43或p43△N106可能参与RNA诱导沉默、mTOR信号通路调节、细胞间信号传递以及基因转录等生物学调控，为p43△N106在疾病发生、发展相关研究提供了重要的线索。