RNAと蛋白質の複合体によるヌクレオチド選択の分子進化基礎研究

RNA-蛋白质复合物核苷酸选择的分子进化基础研究

• 批准号: 17026043
• 负责人: 富田 耕造
• 金额: $ 3.58万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17026043/
• 关键词: RNA; 合成; 酵素反応; 特異性; RNA合成; 鋳型非依存性; 分子進化

申請者はCCA付加酵素とRNA、付加されるヌクレオチドの三者複合体構造を発表しているが(Tomita et al.,Nature 2004)、この構造解析から「付加されるヌクレオチドの結合ポケットがプライマーの3'末端のヌクレオチドと酵素の協同で形成される」ということが明らかになった。これは、これまで、提唱されてきた幾つかのCCA付加モデルのうち、ヌクレオチドの鋳型が酵素だけではなく、RNAと酵素の複合体(リボヌクレオプロテイン;RNP)の協同で行われるとする"タンパク質とRNAの協調的な鋳型"モデルの本質を示すものであった。今回申請者はRNAの3'末端へ変異を導入し、N74N75(N=A、G、C、U)の16種類のRNA、またN74(N=A、G、C、U)の4種類のRNA、計20種類の変異RNAを作成し、クラスI CCA付加酵素によるATPあるいはCTPの取り込みを解析した。これらの結果、N74をA、G、などへ変異を導入しても、75へのCTPの取り込みはそれほど低下しないが影響はないが、その後の76へのATPの取り込み率は非常に低下することが明らかになった。これらの結果は、CCA付加反応においてRNAの3'末端の塩基組成は連続的に酵素によってモニターされていることを示唆する。これらの分子基盤を詳細に明らかにするため、これらの変異RNA(N74あるいはC74N75、N74C75)と酵素の複合体結晶、計9種類(野生型RNAを用いたものは除く)作製した。これらの結晶は野生型RNAをもちいたといと同じ晶系に属し、かつ格子定数もほぼ同じであった。分子置換方によってこれらの結晶のうちいくつかに関しては構造が決定できており、今後の解析によって、CCA付加酵素によるCCA付加反応過程でのRNAの末端モニターリングシステムの詳細な分子基盤が明白になると期待できる。

Applicants can pay は CCA と RNA enzymes, plus さ れ る ヌ ク レ オ チ ド の three complex tectonic を 発 table し て い る が (Tomita et al., Nature 2004), こ の structure か ら "pay plus さ れ る ヌ ク レ オ チ ド の combining ポ ケ ッ ト が プ ラ イ マ ー の 3 'end の ヌ ク レ オ チ ド の synergy で と enzyme formation さ れ る と" い う こ と が Ming ら か に な っ た. こ れ は, こ れ ま で, sing さ れ て き た several つ か の CCA plus モ デ ル の う ち, ヌ ク レ オ チ ド の type where が enzyme だ け で は な く, RNA の と enzyme complexes (リ ボ ヌ ク レ オ プ ロ テ イ ン; RNP) line の synergy で わ れ る と す る "タ ン パ ク qualitative と RNA の coordination な where type" モ デ ル の nature を shown す も の で あ っ た. This time, the applicant introduced the へ variant を at the 3' end of the <s:1> RNA <s:1> into <s:1>, N74N75(N=A, G, C, U) <s:1> 16 types of <s:1> RNA, またN74(N=A, G, C, U) <s:1> 4 types of <s:1> RNA, and a total of 20 types of variant RNAを to create <s:1>, <s:1> ラスI CCA enzyme によるATPある による による CTP sample take 込みを for analysis た. こ れ ら の results, N74 を A, G, な ど へ - different を import し て も, 75 へ の CTP の take り 込 み は そ れ ほ ど low し な い が influence は な い が, そ の の after 76 へ の ATP の take り 込 は み rate very low に す る こ と が Ming ら か に な っ た. こ れ ら の result は, CCA pay against 応 に お い て RNA の 3 'end の salt subunits は even 続 に enzyme に よ っ て モ ニ タ ー さ れ て い る こ と を in stopping す る. こ れ ら の molecule substrate を detailed に Ming ら か に す る た め, こ れ ら の - different RNA (N74 あ る い は C74N75, N74C75) の と enzyme complex crystallization, 9 species (wild type RNA を with い た も の は except く) cropping し た. Crystallization こ れ ら の は wild-type RNA を も ち い た と い と with じ crystal system に し and か つ lattice constant も ほ ぼ with じ で あ っ た. Molecular replacement party に よ っ て こ れ ら の crystallization の う ち い く つ か に masato し て は tectonic が decided で き て お り, future の analytic に よ っ て, CCA plus enzyme に よ る CCA plus the 応 process で の RNA の end モ ニ タ ー リ ン グ シ ス テ ム の detailed な molecular base plate が understand に な る と expect で き る.

项目成果

Complete crystallographic analysis of the dynamics of CCA sequence addition

• DOI: 10.1038/nature05204
• 发表时间: 2006-10-26
• 期刊: NATURE
• 影响因子: 64.8
• 作者: Tomita, Kozo;Ishitani, Ryuichiro;Nureki, Osamu
• 通讯作者: Nureki, Osamu

RNAの3'末端修復の分子メカニズム

RNA 3端修复的分子机制

• 发表时间: 2007
• 期刊: 実験医学(羊土社) 25
• 作者: Yoneyama;M.;Fujita;T.;藤田尚志;小野口和英;米山光俊;尾野本浩司;米山光俊;渡邊伸昌;富田耕造
• 通讯作者: 富田耕造

Crystal structures of leucyl/phenylalanyl-tRNA-protein transferase and its complex with an aminoacyl-tRNA analog

• DOI: 10.1038/sj.emboj.7601433
• 发表时间: 2006-12-13
• 期刊: EMBO JOURNAL
• 影响因子: 11.4
• 作者: Suto, Kyoko;Shimizu, Yoshihiro;Tomita, Kozo
• 通讯作者: Tomita, Kozo

タンパク質合成を支えるtRNAの成熟化

支持蛋白质合成的 tRNA 成熟

• 发表时间: 2007
• 期刊: 生化学(日本生化学会) 79
• 作者: Yoneyama;M.;Fujita;T.;藤田尚志;小野口和英;米山光俊;尾野本浩司;米山光俊;渡邊伸昌;富田耕造;富田耕造
• 通讯作者: 富田耕造

転移RNA成熟化プロセス tRNAの末端へのヌクレオチド付加とエディティングの分子機構の類似性

转移RNA成熟过程：tRNA末端核苷酸添加和编辑分子机制的相似性

• 发表时间: 2005
• 期刊: 実験医学(羊土社) Vol.23
• 作者: Tomita K;Ishitani R;Fukai S;Nureki O;富田 耕造
• 通讯作者: 富田 耕造