RNA-蛋白質複合体マシーナリー・リボソームの構造研究

RNA-蛋白质复合物机械核糖体的结构研究

• 批准号: 11169201
• 负责人: 田中 勲
• 金额: $ 45.31万
• 依托单位: Hokkaido University
• 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11169201/
• 关键词: リボソーム; RNA結合蛋白質; L5; リボソーム蛋白質; eIF-5A; S7; L13; X線結晶構造解析

本年度の研究では,好熱菌Thermus thermophilus由来リボソームタンパク質L5と5S rRNA断片との複合体の2.5Å分解能結晶構造および超高度好熱古細菌Pyrococcus horikoshii由来真核生物翻訳因子eIF-5Aホモログ(Pho IF-5A)の2.0Å分解能結晶構造を決定した.我々は前年度の研究で,大サブユニットの結晶構造では一部決定されていない,リボソームタンパク質L5の完全な結晶構造を明らかにした.本年度は,より詳細な核酸タンパク質複合体の安定化とRNA-タンパク質認識に関する知見を得るため,L5と5S rRNA断片との複合体の結晶構造解析を行った.L5は保存された5S RNAループ-アミノ酸残基同士の水素結合による特異的で強固な相互作用により結合し,非結合型L5と比較してRNA結合による有意な構造変化は見られなかった.また,結晶格子中で隣接したL5は1分子のRNA断片を共有して結合し,本来23SrRNAと結合する湾曲したβシート表面において同様な結合様式で2重らせんRNA部分と非特異的に結合することも確認された.これらの2領域における5S rRNA-L5-23S rRNA相互作用はサブユニット構造における安定化を示唆している.真核生物翻訳因子eIF-5Aは細胞の増殖と生存に関与し,機能的な修飾アミノ酸,ハイプシンを含むことが知られている.eIF-5Aは2つのドメイン(N-ドメイン,C-ドメイン)から構成される.本研究の好熱古細菌eIF-5A(Pho IF-5A)ホモログと,既報の二種の古細菌由来eIF-5Aホモログとを比較すると,ハイプシン修飾部位を含むN-ドメインはアミノ酸配列および立体構造ともによく一致しているが,それに対してC-ドメインの配列保存性は低く,立体構造は一致していなかった.さらにPho IF-5A結晶格子に含まれる独立した3分子を比較すると,同様にC-ドメインが異なる立体配座をとりうることが明らかとなった.このドメイン間の可動性を解析したところドメイン間リンカーの自由度は7°であった.分子表面に関して,N-ドメインは正電荷に,C-ドメインは負電荷に偏っていることから,各ドメインがタンパク質,核酸のいずれにも相互作用し,その機能に可動性が関与していることを示唆する.

This year 's <s:1> research is conducted on で および, the origin of the thermophilic bacterium Thermus thermophilus, リボソ <s:1> ムタ <e:1> パ, パ, L5と5S rRNA fragment と, <s:1> complex <e:1>, 2.5A decomposable crystalline structure および, and the hyperthermophilic archaea Pyrococcus The origin of horikoshii is eukaryotic. The 訳 factor eIF-5Aホモログ(pho-IF-5a) <s:1> 2.0A decomposition can crystallize. The structure を determines the た. Annual の research before I 々 は で, big サ ブ ユ ニ ッ ト の crystal structure で は a decision さ れ て い な い, リ ボ ソ ー ム タ ン パ ク qualitative L5 の な crystal structure completely を Ming ら か に し た. This year は よ り detailed な nucleic acid タ ン パ ク qualitative complex の stabilization と RNA - タ ン パ ク qualitative understanding に masato す る knowledge を have る た め, L5 と 5 s ribosomal RNA fragment と の complex の crystallization structure line を っ た. L5 は save さ れ た 5 s RNA ル ー プ - ア ミ ノ acid residues with James の water element に よ る specific で strong な interaction に よ り し, non combined with L5 と compare し て rna-binding に よ る intentionally な structure - the は see ら れ な か っ た. ま た, in the crystal lattice で 隣 meet し た L5 は 1 molecular の RNA fragment を mutual し て し, originally 23 srrna と Combining す る bay qu し た beta シ ー ト surface に お い て with others な で combined with others in type 2 heavy ら せ ん RNA part と nonspecific に combined す る こ と も confirm さ れ た. こ れ ら の 2 areas に お け る 5 s rRNA - L5-23 s rRNA interaction は サ ブ ユ ニ ッ ト tectonic に お け る stabilization を in stopping し て い る. Eukaryotes turn 訳 factors eIF - 5 a は cell の と survival rights colonization に masato and し, function of な modified ア ミ ノ acid, ハ イ プ シ ン を containing む こ と が know ら れ て い る. EIF 2-5 a は つ の ド メ イ ン (N - ド メ イ ン, C - ド メ イ ン) か ら constitute さ れ る. This study focuses on the thermophilic archaea eIF-5A(Pho IF - 5 a) ホ モ ロ グ と, both reported two の の archaea origin eIF - 5 a ホ モ ロ グ と を compare す る と, ハ イ プ シ を ン modified parts including む N - ド メ イ ン は ア ミ ノ acid with column お よ び three-dimensional structure と も に よ く consistent し て い る が, そ れ に し seaborne て C - ド メ イ ン の with low save sex は く, three-dimensional structure consistent は し て い な か っ た. さ ら に Pho IF - 5 a crystal lattice に containing ま れ る independent し た 3 molecular を compare す る と, with others in に C - ド メ イ ン が different な る stereo match a を と り う る こ と が Ming ら か と な っ た. こ の ド メ イ ン を の mobility between analytic し た と こ ろ ド メ イ ン between リ ン カ ー の freedom は 7 ° で あ っ た. Molecular surface に masato し て, N - ド メ イ ン は positive charge に, C - ド メ イ ン は negative に partial っ て い る こ と か ら, each ド メ イ ン が タ ン パ ク qualitative, nucleic acid の い ず れ に も し interaction, そ の function に mobility が masato and し て い る こ と を in stopping す る.

项目成果

伊藤啓: "分子生物学への招待"鈴木範男,田中勲,矢沢洋一. 227 (2002)

伊藤圭：《分子生物学的邀请》铃木纪雄、田中功、矢泽洋一 227 (2002)。

Harumi Hosaka et al.: "The structure of the archaebacterial ribosomal protein S7 and its possible interaction with 16S rRNA"J. Biochem.. 130. 695-701 (2001)

Harumi Hosaka 等：“古细菌核糖体蛋白 S7 的结构及其与 16S rRNA 的可能相互作用”J.

M.Yao et al.: "Crystal structure of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase from Hansenula saturnus"J.Biol.Chem.. 275. 34557-34565 (2000)

M.Yao 等：“来自汉逊酵母的 1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶的晶体结构”J.Biol.Chem.. 275. 34557-34565 (2000)

Anna Perederina: "Detailed analysis of RNA-protein interactions within the bacterial ribosomal protein L5/5S rRNA complex"RNA. 8(12). 1548-1557 (2002)

Anna Perederina：“细菌核糖体蛋白 L5/5S rRNA 复合物内 RNA-蛋白质相互作用的详细分析”RNA。

Naoki Sakai et al.: "The MinD protein from hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii : crystallization and preliminary X-ray analysis"Acta Cryst. D57. 896-897 (2001)

Naoki Sakai 等人：“来自超嗜热古菌堀越火球菌的 MinD 蛋白：结晶和初步 X 射线分析”Acta Cryst。