リボザイムRNA構造

核酶 RNA 结构

• 批准号: 14035217
• 负责人: 竹中 章郎
• 金额: $ 20.93万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14035217/
• 关键词: X線結晶解析; リボザイム; 機能性核酸; 八重らせん構造; 修飾ヌクレオチド; アミノアシルtRNA合成酵素; 反復配列; 機能性RNA; 散在型反復配列; 直列型反復配列; 修飾残基; ハンマーヘッドリボザイム; マキシザイム; RNA; シュードウリジン; レトロウィルスRNA; ロイシルtRNA合成酵素; 筋ジストロフィーRNA

前年度に引き続き,本研究は計画に従って着実に進展した.ハンマーヘッドリボザイムについては,U1A-RNAを付加したリボザイムでも活性があることを,さらにこれにU1A-RNA結合タンパク質との複合邸でも活性があることを電気泳動実験によって確認した.また,2価イオンを加えても活性構造を維持することもわかったので,その条件を用いて結晶化を行った(RNA-2004で発表).核酸の修飾残基のうちtRNAに存在するシュードウリジン(Ψ)とチミジン(T)に着目して,これらを含む核酸のX線解析から,それぞれの構造的役割を明らかにした(CrSJ-2004で発表).アミノアシルtRNA合成酵素については,好熱好酸性古細菌Sulfolobus tokodaii由来AspRSの構造精密化を行った.この酵素はアミノ酸のAspを厳密に認識するが,tRNA^<Asp>とtRNA^<Asn>を区別しない.その構造的理由が明らかになった.区別型においてアンチコドンの3文字目(CとU)を認識しているアミノ酸残基が,非区別型ではプロリンに置換され,CとUの両方を受け入れることができるように変化していることが解った(CrSJ-2004とRNA-2004で発表).レトロウィルスHIVのゲノムRNA鎖キッシング部位の結晶化と低分解能構造解析にも成功した(RNA-2004で発表).筋ジストロフィー症の原因となるCUGの反復配列についても,その立体構造が見えてきたのでNACS-2004で発表した.ゲノムに含まれる50%以上の反復配列の機能と構造の関係に着目して,ウナギのtransposonやretroposonに関わるLINE-RNAとSINE-RNAそれぞれの逆転写酵素認識部位配列はMgイオン存在かでは,duplexになるが,Caイオン存在下ではmonomerの状態を維持できることが解った.この結果は結晶化を進める上で貴重な知見となった.反復配列のGCGX[Y]_nAGCは,XとYを他の塩基に変異しても,塩基積層型二重らせん構造を造り,それがさらに3コあるいは4コ会合して,それぞれ,六重らせん構造と八重らせん構造を造ることを見出した(Nucleic Acids Res.,2004で発表).また,nの値を大きくすると溶液状態でも八重鎖構造が安定化することもつきとめることができた.配列CGAAは平行二重鎖構造を造ることはすでに明らかにしたが,この並列を直列型に連結したCGAACGAAでも平行二重鎖構造を造ることを,さらにこの配列を反転型に連結したCGAAAAGCとAAGCCGAAでも,それぞれ,自己会合して平行二重鎖構造を造ることを見出した.WatsonとCrickが予想もしなかったこれらの新しい特異な構造は,non-coding DNAやnon-coding RNAの立体構造を構築するする貴重な基盤構造となり,ゲノムの情報発現を理解する上で極めて重要な発見である.

This study is progressing according to the plan of the previous year. U1A-RNA binding activity was confirmed by electrophoresis. 2. The conditions for crystallization of RNA (RNA-2004) were discussed. X-ray analysis of nucleic acids containing the modified residues of nucleic acids and the structural cleavage of nucleic acids were performed (CrSJ-2004). The structure of AspRS is refined by Sulfolobus tokodaii, a thermophilic acid archaea. This enzyme is known as <Asp>tRNA and tRNA<Asn>. The reason for the structure is clear. The three letters (C and U) of the differential type are recognized as acid residues, and the non-differential type is replaced by C and U. The three letters (C and U) are recognized as acid residues (CrSJ-2004 and RNA-2004). Crystallization and low-energy structural analysis of HIV RNA lock sites were successfully carried out (RNA-2004). The causes of muscle tension syndrome were found in NACS-2004, and the three-dimensional structure of CUG was found in NACS-2004. The relationship between the function and structure of the enzyme, which contains more than 50% of the repeat alignment, is mainly related to LINE-RNA and SINE-RNA, which are related to the reverse transcription enzyme recognition site. The result is crystallization. GCGX[Y]_nAGC is repeatedly arranged,X and Y are different from each other, and the base layer type double layer structure is formed, and the three layers are formed, and the four layers are formed, and the six layers are formed, and the eight layers are formed.(Nucleic Acids Res., 2004). In solution state, the octet lock structure is stabilized. CGAAA and AAGCCGAA are parallel double-lock structures.Watson and Crick are parallel double-lock structures.Watson and Crick are parallel double-lock structures. Non-coding DNA and non-coding RNA stereo structure construction is very important to understand the information generation of the base plate structure.

项目成果

T.Sasaki, ・・・A.Takenaka: "Structural Role of Modified Nucleotides in tRNA Based on an X-Ray Structure of Oligonucleotide Containing Pseudouridine"The 4th RNA Meeting. Abstract. 102 (2002)

T.Sasaki，...A.Takenaka：“基于含有假尿苷的寡核苷酸的 X 射线结构的修饰核苷酸在 tRNA 中的结构作用”第四届 RNA 会议摘要。

T.Sunami, J.Kondo, I.Hirao, K.Watanabe, K.Miura, A.Takenaka: "Structure of d(GCGAAAGC) (hexagonal form) : a base-intercalated duplex as a stable structure"Acta.Crystallogr.. D60. 90-96 (2004)

T.Sunami、J.Kondo、I.Hirao、K.Watanabe、K.Miura、A.Takenaka：“d(GCGAAAGC)（六方形式）的结构：作为稳定结构的碱基插层双链体”Acta.Crystallogr。

J.Kondo, S.Umeda, K.Fujita, T.Sunami, A.Takenaka: "X-Ray analyses of d(GCGAXAGC) containing G and T at X : the base-intercalated duplex is still stable even in point mutants at the fifth residue"J.Synchrotron Rad.. 11. 117-120 (2004)

J.Kondo、S.Umeda、K.Fujita、T.Sunami、A.Takenaka：“X 处含有 G 和 T 的 d(GCGAXAGC) 的 X 射线分析：即使在点突变体中，碱基插入的双链体仍然稳定

Jiro kondo, Akio Takenaka: "Beyond the 50th Anniversary of DNA Double Helix, New Types of DNA Strand Associations and Functions of Modified Bases"Structural Biology. 9. 1-19 (2003)

Jiro kondo、Akio Takenaka：“DNA 双螺旋 50 周年之后，新型 DNA 链关联和修饰碱基的功能”结构生物学。

Structural significances of pseudouridination and methylation of uridine residues in tRNA : X-Ray analyses of DNA dodecamers containing uridine and pseudouridine

tRNA 中尿苷残基的假尿苷化和甲基化的结构意义：含有尿苷和假尿苷的 DNA 十二聚体的 X 射线分析

• 发表时间: 2004
• 期刊: Nucleic Acids, Symposium series 48
• 作者: Isao Koike;Satoko Naito;Wataru Adachi;Masaru Tsunoda;Akira Ono;Akio Takenaka
• 通讯作者: Akio Takenaka