Molecular Dissection of Functional Structures in the Ribosome

核糖体功能结构的分子解剖

基本信息

项目摘要

The ribosomal GTPase-associated center is composed of a part of 23S rRNA and a few proteins, which assemble onto the rRNA region and form a characteristic complex, termed the stalk. This rRNA-protein complex plays a crucial role in ribosomal interaction with GTP binding translation factors, GTP hydrolysis, and regulation of translation rate. In this project, I analyzed the complex structure by biochemical approaches, and obtained the following new information, particularly on the stalk complex.1) Establishment of a functional assay system, "hybrid ribosome"We established conditions for in vitro reconstitution of the stalk complex in Escherichia coli ribosomes and its replacement with its counterparts from other species. This provided a useful system to investigate functional structure of the stalk complex.2) Assembly mode of eukaryotic PO. P1-P2 stalk complex and its functional characterizationWe demonstrated that eukaryotic proteins P1 and P2 form a heterodimer and two dimes bind to the C-terminal region of P0 to form pentameric complex. We also clarified that the stalk complex modulates functional structure of 23S rRNA in the GTPase-associated center.3) Structural and functional characterization of the archaebacterial stalk complexWe demonstrated that archaebacterial L12 protein forms a homodimer and three dimers bind to the C-terminal region of the anchor protein P0, and that the resultant heptameric complex shows accessibility to eukaryotic as well as archaebacterial translation factors.4) Structural and functional characterization of the eubacterial stalk complexWe showed that two E. coli L12 homodimers bind to the C-terminal region of the anchor protein L10, whereas three L12 dimers bind to L10 in case of thermophilic eubacteria. We also clarified that a complex variant composed of L10 and one L12 dimer is unstable on the ribosome. This suggests a relationship between number of L12 dimer and stability of the stalk complex in the ribosome.
核糖体GTP酶相关中心由23 S rRNA的一部分和少数蛋白质组成,它们组装到rRNA区域并形成特征性复合物,称为柄。这种rRNA-蛋白质复合物在核糖体与GTP结合翻译因子的相互作用、GTP水解和翻译速率调节中起着至关重要的作用。在本课题中,通过生物化学方法分析了复合物的结构,特别是茎复合物,获得了以下新的信息。1)功能性测定系统“杂合核糖体“的建立我们建立了大肠杆菌核糖体中茎复合物的体外重组条件,并将其替换为其他物种的对应物。这为研究茎复合物的功能结构提供了一个有用的系统。2)真核PO的组装模式。P1-P2柄复合体及其功能研究我们发现真核生物蛋白质P1和P2形成异二聚体,两个二聚体与P0的C端结合形成五聚体复合体。3)古细菌柄复合物的结构和功能表征我们证明古细菌L12蛋白形成同源二聚体,并且三个二聚体结合到锚蛋白P0的C-末端区域,并且所得到的七聚体复合物显示出对真核生物以及古细菌翻译因子的可接近性。4)真细菌柄复合物的结构和功能表征我们发现两个E.大肠杆菌L12同源二聚体与锚蛋白L10的C-末端区域结合,而在嗜热真细菌的情况下,三个L12二聚体与L10结合。我们还阐明了由L10和一个L12二聚体组成的复杂变体在核糖体上不稳定。这表明L12二聚体的数量与核糖体中柄复合物的稳定性之间的关系。

项目成果

期刊论文数量(342)
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Nomura, T., Uchiumi, T.et al.: "A point mutation in ribosomal protein L7/L12 reduces its ability to form a compact dimer structure and to assemble into the GTPase center"Biochemistry. (in press). (2003)
Nomura, T., Uchiumi, T.等人:“核糖体蛋白 L7/L12 的点突变降低了其形成紧凑二聚体结构和组装成 GTP 酶中心的能力”生物化学。
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
タンパク質号席抑制因子RelEの作用機構に関する研究
蛋白座阻遏物RelE作用机制研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kodama H.;Nakamura Y.;Ito K.;原口典子;剣持 直哉;菊竹智恵
  • 通讯作者:
    菊竹智恵
Molecular evolution of the ribosomal protein L10 (PO)
核糖体蛋白 L10 (PO) 的分子进化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kosaka;K;Tetsuo Hashimoto
  • 通讯作者:
    Tetsuo Hashimoto
昆虫ウイルスに存在するIGR-IRESは18S rRNAのhelixl8機能構造を変化させる
昆虫病毒中存在的 IGR-IRES 改变 18S rRNA 的 helix18 功能结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
    山本紘
  • 通讯作者:
    山本紘
Internal ribosome entry site of Plautia stall intestine virus changes the function structure of herix 18 in 18S rRNA
Plautia失速肠病毒内部核糖体进入位点改变18S rRNA中herix 18的功能结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
    Hiroshi Yamamoto
  • 通讯作者:
    Hiroshi Yamamoto
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