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ナノ古細菌アラニルtRNA合成酵素と遺伝暗号の進化の解明

纳米古菌丙氨酰-tRNA合成酶的阐明和遗传密码的进化

基本信息

批准号：
21K06293
负责人：
田村浩二
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06293/
关键词：
tRNA 遺伝暗号

项目摘要

アラニルtRNA合成酵素(AlaRS)はtRNA(Ala)中のG3:U70塩基対を特異的に認識して、tRNA(Ala)にAlaを結合させていることが長く知られてきたが、最小のゲノムサイズを有する古細菌Nanoarchaeum equitans (ナノアーキア)のAlaRSは、α鎖のみではG3:U70塩基対に依存しないアミノアシル化活性があり、β鎖が加わると初めてG3:U70塩基対に依存した活性を生み出すことが分かっている。このメカニズムは未解明だが、当該年度は、前年度から引き続き、β鎖において、G3:U70塩基対認識に関係する可能性のある残基の変異体を作製し、研究を行った。ナノアーキアのAlaRS-βでは保存されていない（イソロイシンになっている（I50））が、超好熱硫酸還元古細菌Archaeoglobus fulgidusにおける立体構造でG3認識に関係していると考え、また多くの生物種のAlaRSでも保存されているアスパラギン酸残基に注目し、I50をアラニンに換えた変異体（I50A）の他に、I50近傍に存在するアスパラギン酸・グルタミン酸クラスター（DEE）をグリシンに変換した変異体を作製して、RNAミニヘリックス（tRNAの原始形とされるRNA）のアミノアシル化解析を行った。しかしながら、これらの変異体は、いずれも天然型と同様の活性を示したので、未知の認識機構が存在していることが考えられる。また、これらに関連して、シュレディンガー方程式に基づいた量子力学計算とニュートンの古典力学に基づいた分子力学・分子動力学計算を組み合わせたシミュレーション法によって、遷移状態を含む「L-アミノ酸選択的なRNAのアミノアシル化反応」の全体のメカニズムを初めて明らかにし、実験においては不明であったL-アミノ酸が選択的に反応しやすい理由を計算機シミュレーションで解明した。加えて、原始tRNAの進化生成メカニズムにも関係したリガーゼリボザイムの反応機構について、学術論文発表や学会発表を行った。

In the G3:U70 synthetic enzyme (AlaRS) tRNA (Ala), tRNA (Ala) Ala combined with G3:U70 biosynthesis enzyme (Ala) has been used to detect the activity of antifungal Nanoarchaeum equitans, Nanoarchaeum equitans, AlaRS, α, β, α, β, β, α, β The first step is to increase the concentration of G3:U70, which depends on the activity of the product. The current year, the previous year, the current year, the current year, the previous year, the previous year, the current year, the current year, the previous year, the previous year, the current year, the current year, the previous year, the current year, the current year, the previous year, the previous year, the current year, the previous year, the previous year, the current year, the previous year, the previous year, the current year, the previous year, the previous year, the current year, the previous year, the current year, the current year, the previous year, the previous year, the current year, the previous year, the previous year, the current year, the current year, the previous year, the previous year, the current year, the previous year, the current year, the current year, the previous year, (i50), super-good Archaeoglobus fulgidus (sulfuric acid), Archaea (I50), acid residues, acid residues. There are some problems in the proximity of i50, such as the presence of acid, acid The system, the system The calculation of quantum mechanics, the calculation of molecular dynamics, the calculation of molecular dynamics, the calculation of molecular Do not know if you are not aware of the reason why you have selected an unspecified number of reasons. Use the computer to tell you why. In addition, the original tRNA has been improved to generate information, information and information.

项目成果

期刊论文数量（26）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

R3Cリガーゼリボザイムを基盤としたアロステリックリボザイムの開発

基于R3C连接酶核酶的变构核酶的开发

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
赤津優菜;無津呂（青木）裕美;田村浩二
通讯作者：
田村浩二

ナノアーキアAlaRSによる特異なRNAミニヘリックスのアミノアシル化メカニズム解析

纳米古菌 AlaRS 对独特 RNA 迷你螺旋的氨酰化机制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邊勇希;栗原遼大;無津呂（青木）裕美;田村浩二
通讯作者：
田村浩二

Kissing-Loop相互作用を介した非機能性RNAの機能性tRNAへの変換

通过 Kissing-Loop 相互作用将非功能性 RNA 转化为功能性 tRNA

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
無津呂（青木）裕美;濵地心;栗原遼大;田村浩二
通讯作者：
田村浩二

ナノアーキア・アラニルtRNA合成酵素の蛍光ラベル化と相互作用解析

纳米古菌丙氨酰-tRNA 合成酶的荧光标记和相互作用分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
中塚安佳里;無津呂（青木）裕美;田村浩二
通讯作者：
田村浩二

Amino acid activation analysis of primitive aminoacyl-tRNA synthetases encoded by both strands of a single gene using the malachite green assay

使用孔雀石绿测定法对单个基因的两条链编码的原始氨酰基-tRNA 合成酶进行氨基酸激活分析

DOI：
10.1016/j.biosystems.2021.104481
发表时间：
2021
期刊：
BIOSYSTEMS
影响因子：
1.6
作者：
Kazaha Onodera;Nana Suganuma;Haruka Takano;Yu Sugita;Tomoko Shoji;Ayaka Minobe;Narumi Yamaki;Riku Otsuka;Hiromi Mutsuro-Aoki;Takuya Umehara;Koji Tamura
通讯作者：
Koji Tamura