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

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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。