Exploration for the amino acid composition in primitive proteins dating back from the last universal common ancestor

探索可追溯到最后一个普遍共同祖先的原始蛋白质的氨基酸组成

• 批准号: 21H01200
• 负责人: 赤沼 哲史
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-21H01200/
• 关键词: 生命の起源; 原始タンパク質; RNA結合タンパク質; 触媒; プレバイオティックアミノ酸

RNAワールドに誕生した原始タンパク質の少数種類アミノ酸組成の可能性を、タンパク質を少数種類のアミノ酸から再構成することによって検証することが本研究の目的である。本研究期間開始前までに、祖先再構成型リボソーム蛋白質uS8であるP_Bacから系統的かつ網羅的にアミノ酸種類を減らすことによって、15種類のアミノ酸だけから再構成されたアミノ酸組成単純化型改変体P_Bac-15がRNA結合活性を示すことを明らかにした。2021年度には、P_Bac-15からさらにアミノ酸種類を減らした改変体を作製し、そのRNA結合活性を評価した。その結果、14種類のアミノ酸から構成されたP_Bac-14も、P_Bac-15と同様にRNA結合活性を示すことを明らかにした。さらに、P_Bac-14から１種類のアミノ酸を欠損させた13種類のアミノ酸から再構成した改変体をいくつか作製したところ、そのうちの一つがRNA結合活性を持つことも明らかにした。過去の研究で復元した共通祖先型ヌクレオシドニリン酸キナーゼを12種類のアミノ酸で再構成したArc1-12は、ヌクレオシドニリン酸キナーゼ本来の触媒活性を示さないかわりに、別の反応（２分子のADPからATPとAMPを生成する反応）を触媒した。さらに、Arc1-12からリジンを欠損させても、検出可能な酵素活性が保持された。2021年度の研究では、Arc1-12を構成する12アミノ酸のうち、リジン以外のアミノ酸をどれか１種欠損させた11アミノ酸種で構成される改変体をいくつか作製した。これらの改変体の耐熱性と酵素活性を調べたところ、Arc1-12からトレオニンを欠損させたArc1-11Tも、酵素活性を保持することを明らかにした。

RNA ワ ー ル ド に born し た original タ ン パ ク qualitative の few species ア ミ ノ acid composition を の possibility, タ ン パ ク qualitative を few species の ア ミ ノ acid か ら reconstitution す る こ と に よ っ て 検 card す る こ と が の purpose this study で あ る. Period prior to the start of this study ま で に, ancestors to constitute リ ボ ソ ー ム uS8 protein で あ る P_Bac か ら system か つ snare of に ア ミ ノ acid type を reduction ら す こ と に よ っ て, 15 kinds の ア ミ ノ acid だ け か ら reconstitution さ れ た ア ミ ノ acid type change - body composition 単 purification P_Bac - 15 が RNA binding activity を shown す こ と を Ming Youdaoplaceholder0 に に た. 2021 annual に は, P_Bac - 15 か ら さ ら に ア ミ ノ acid type を reduction ら し た を for change - body し, そ の RNA binding activity を review 価 し た. そ の results, 14 species の ア ミ ノ acid か ら constitute さ れ た P_Bac - 14 も, P_Bac - 15 と with others に RNA binding activity を shown す こ と を Ming ら か に し た. さ ら に, P_Bac - 14 か ら 1 species の ア ミ ノ acid を owe loss さ せ た 13 kinds の ア ミ ノ acid か ら reconstitution し た change - body を い く つ か cropping し た と こ ろ, そ の う ち の a つ が RNA binding activity を hold つ こ と も Ming ら か に し た. Past の research で recovery し た type common ancestor ヌ ク レ オ シ ド ニ リ ン acid キ ナ ー ゼ を 12 kinds の ア ミ ノ acid で reconstitution し た Arc1-12 は, ヌ ク レ オ シ ド ニ リ ン acid キ ナ ー ゼ originally の を catalytic activity in さ な い か わ り に, don't の 応 (2 molecular の ADP か ら ATP と AMP を generated す る anti 応) を catalyst し た. Youdaoplaceholder0, Arc1-12 らリジ らリジ を を underdamaged させて された, 検 possible な enzyme activity が maintained された. 2021 annual の で は, Arc1-12 を す る 12 ア ミ ノ acid の う ち, リ ジ ン outside の ア ミ ノ acid を ど れ か 1 kind of owe loss さ せ た 11 ア ミ ノ acid kind of で constitute さ れ る change - body を い く つ か cropping し た. の こ れ ら の change - body heat resistance と enzyme activity を adjustment べ た と こ ろ, Arc1-12 か ら ト レ オ ニ ン を owe loss さ せ た Arc1-11 t も, enzyme activity was を す る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

祖先型リボソームタンパク質S8の少数種アミノ酸による再構成

用少数氨基酸重建祖先核糖体蛋白 S8

• 发表时间: 2022
• 作者: 趙方正;赤沼哲史
• 通讯作者: 赤沼哲史

15種類以下のアミノ酸で構築された祖先型リボソームタンパク質のRNA結合能の解析

由 15 个或更少氨基酸构建的祖先核糖体蛋白的 RNA 结合能力分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 趙方正;古川龍太郎;赤沼哲史
• 通讯作者: 赤沼哲史