mRNAキャッピングシステムの機能

真核細胞mRNAキャップ構造は、RNAポリメラーゼII(polII)による転写の極めて初期に形成され,その後のmRNA代謝において重要なシグナルとして機能する.我々は,種々の生物のmRNAキャッピングの反応機構について、酵素化学的ならびに分子遺伝学的な手法を用いて解析している.これまでに我々は,酵母S.cerevisiaeのキャッピング酵素αサブユニット(RNAグアニル酸転移酵素)遺伝子(CEG1)のクローニングを行い,その活性部位を同定した(J.Biochem.118,1033,1995).今年度は,同酵素のβサブユニット(RNA5'-トリホスファターゼ)遺伝子(CET1)の単離を行い,それが酵母の生育に必須の遺伝子であり,活性中心が分子のC-末端側半分(345アミノ酸残基)にあることを示した(BBRC239,115,1997).また,α-βサブユニット相互作用の部位がC-末端側領域にあることを示した.さらに,ヒトキャッピング酵素遺伝子(hCAP1)のクローニングにも成功し,同酵素が,酵母のサブユニット酵素と異なり,1本のポリペプチド鎖中に,RNA5'-トリホスファターゼドメイン(N末端側)とRNAグアニル酸転移酵素ドメイン(C末端側)を併せもつ多機能酵素であることを証明した(BBRC,in press).キャップ形成がpolII転写産物に特異的に起こる機構を明らかにすることを目的に,転写開始複合体を活性状態で分離し(Nucleic Acids Res.25,4079,1997),キャップ構造形成関連酵素の有無を解析した.その結果,polII転写開始複合体にはキャッピングに関与する一連の酵素系,すなわち,RNAグアニル酸転移酵素,RNA5'-トリホスファターゼ,RNA(グアニン-7)メチル基転移酵素,およびRNA(リボース2'-O-)メチル基転移酵素が特異的に組み込まれ,機能していることを明らかにした.

真核細胞mRNAキャップ構造は、RNAポリメラーゼII(polII)による転写の極めて初期に形成され,その後のmRNA代謝において重要なシグナルとして機能する.我々は,種々の生物のmRNAキャッピングの反応機構について、酵素化学的ならびに分子遺伝学的な手法を用いて解析している.これまでに我々は,酵母S.cerevisiaeのキャッピング酵素αサブユニット(RNAグアニル酸転移酵素)遺伝子(CEG1)のクローニングを行い,その活性部位を同定した(J.Biochem.118,1033,1995).今年度は,同酵素のβサブユニット(RNA5'-トリホスファターゼ)遺伝子(CET1)の単離を行い,それが酵母の生育に必須の遺伝子であり,活性中心が分子のC-末端側半分(345アミノ酸残基)にあることを示した(BBRC239,115,1997).また,α-βサブユニット相互作用の部位がC-末端側領域にあることを示した.さらに,ヒトキャッピング酵素遺伝子(hCAP1)のクローニングにも成功し,同酵素が,酵母のサブユニット酵素と異なり,1本のポリペプチド鎖中に,RNA5'-トリホスファターゼドメイン(N末端側)とRNAグアニル酸転移酵素ドメイン(C末端側)を併せもつ多機能酵素であることを証明した(BBRC,in press).キャップ形成がpolII転写産物に特異的に起こる機構を明らかにすることを目的に,転写開始複合体を活性状態で分離し(Nucleic Acids Res.25,4079,1997),キャップ構造形成関連酵素の有無を解析した.その結果,polII転写開始複合体にはキャッピングに関与する一連の酵素系,すなわち,RNAグアニル酸転移酵素,RNA5'-トリホスファターゼ,RNA(グアニン-7)メチル基転移酵素,およびRNA(リボース2'-O-)メチル基転移酵素が特異的に組み込まれ,機能していることを明らかにした.