アミノアシルtRNA合成酵素の構造解析を通してみる翻訳系の進化

通过氨酰-tRNA 合成酶的结构分析翻译系统的进化

• 批准号: 06258220
• 负责人: 芝 清隆
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Japanese Foundation For Cancer Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06258220/
• 关键词: 遺伝暗号; アイデンティティー決定塩基; ヒト遺伝子; 種特異性; ミトコンドリア

(1)アミノアシルtRNA合成酵素の構造解析。Cross-Species PCR法により、ヒト細胞質型、ミトコンドリア型アミノアシルtRNA合成酵素遺伝子断片を多数単離した。これらをプローブに用い、ヒトcDNAライブラリーから、細胞質型グリシン、アラニン、リジン、また、ミトコンドリア型、メチオニンに対する全長cDNAを単離し、その塩基配列を決定した。決定したヒトアミノアシルtRNA合成酵素の一次構造を、大腸菌のそれと比較すると、アラニン、リジン等は高い類似性を示すのに対し、グリシンでは、一次構造上の類似性は見いだされなかった。また、ヒト細胞質酵素は、大腸菌が持たない新たに進化してきたと思われるドメインをもつ場合が多い。(2)生物種特異的なtRNA分子認識機構の解明。クローン化したヒト遺伝子を用い、大腸菌+T7プロモーター、あるいは、Pichia酵母を用いた酵素大量発現系を構築し、ヒトと大腸菌の種間tRNA認識能力をin vitroで検討した。グリシルtRNA合成酵素は、互いに排他的な種特異的tRNA認識を示したが、アラニルtRNA合成酵素では、種特異性は観察されなかった。大腸菌ノックアウト株を用いたin vivoでの相補性実験では、ヒトのリジルtRNA合成酵素が大腸菌リジルtRNA合成酵素遺伝子ノックアウト株を相補できた。アラニルtRNA合成酵素、リジルtRNA合成酵素では、大腸菌とヒトの間では、tRNA認識機構が保存されているのが分かった。互いに排他的な種特異性認識を示したグリシンの場合、大腸菌の系で明らかにされているグリシンtRNA分子上のアイデンティティー決定塩基のうち、識別塩基であるU73が、真核生物の細胞質グリシンtRNAではAとなっている。この識別塩基の違いが種特異性の原因となっていることを、ミニヘリックスを用いたin vivo系で示した。生物種の分化と共に、tRNA分子とアミノアシルtRNA合成酵素の相互認識機構も多様化してきたことが明らかとなった。

(1)Structural analysis of the enzyme for tRNA synthesis. Cross-Species PCR is used to isolate most of the tRNA synthetase fragments from the cytoplasmic, cytoplasmic, and mitochondrial types. The full-length cDNA sequence of the cDNA sequence is determined by the sequence of the cDNA sequence, cytoplasmic sequence, and cytoplasmic sequence. The primary structure of tRNA synthase was determined by comparing the primary structure of E. coli with the secondary structure of E. coli. In addition, there are many cases in which cytoplasmic enzymes and E. coli have evolved. (2)Explanation of species-specific tRNA molecular recognition mechanisms. A large number of enzyme production systems for Escherichia coli and Escherichia coli were constructed. The tRNA synthase is a species-specific tRNA recognition enzyme. E. coli tRNA synthetase is used in vivo to complement each other. A tRNA synthase, a tRNA synthase, a tRNA recognition mechanism, and a tRNA synthase are preserved. In the case of species-specific recognition of mutual exclusion, in the case of Escherichia coli, in the case of cytoplasmic tRNA, in the case of eukaryotic tRNA. The reasons for the species-specific nature of the recognition base are shown in vivo. Biological species differentiation, tRNA molecules, and mutual recognition mechanisms for tRNA synthetases