リボヌクレアーゼPによる基質認識と転移RNA高次構造安定性に関する研究

核糖核酸酶P底物识别及转移RNA构象稳定性研究

• 批准号: 01J00258
• 负责人: 堀 義明
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-01J00258/
• 关键词: 転移RNA; リボヌクレアーゼP; tRNAイントロン; ダブルヘアピン型二次構造; ハイパープロセシング; ポルフィン; ポルフィリン; ガイドDNA

本研究の目的はリボヌクレアーゼP(RNaseP)をRNAの高次構造を探るプローブとして利用した、tRNA高次構造安定化戦略の解明である。本期間内に明らかにしたことは以下の1〜4である。1 試験管内におて、tRNAアンチコドンループ内のイントロンの存在がヒトチロシンtRNAの高次構造変化(クローバーリーフ型二次構造からダブルヘアピン型二次構造への変化)を促すことを明らかにした。2 ヒトリジンtRNAと線虫リジンtRNAは塩基配列から考えるとクローバーリーフ型二次構造とダブルヘアピン型二次構造の両方をとることが出来ると推定できる。しかし試験管内において、これらのtRNAは高次構造がクローバーリーフ型二次構造で安定していることを明らかにした。これら後生動物の二つのtRNAに類似した塩基配列をもつ真正細菌Achleplasma laidlawiiリジンtRNAは試験管内において高次構造変化することを明らかにした。これらの塩基配列を比較した結果、tRNAアミノアシルステムの塩基対の形成が、tRNAの高次構造安定化に重要であることが示唆された。3 tRNA前駆体の5'リーダー配列に相補的に設計した一本鎖DNA(ガイドDNA)は、大腸菌RNasePの賦活剤としてはたらくが、さらに解析を進め、ガイドDNAが賦活剤とより効果を発揮するには、20以上の塩基対を形成するようガイドDNAを設計する必要があることを明らかにした。4 本研究で調査したポルフィリンの数種類が、大腸菌RNasePによるtRNA成熟化反応をこれまで報告されているどの阻害剤よりも強力に阻害することを明らかにした。これらの研究成果はtRNA高次構造の起源の解明のみならず、ポストゲノム時代のにおけるRNasePの切断反応を応用した遺伝子発現制御技術、RNA高次構造予測技術に大いに貢献すると考えられる。

The purpose of this study is to explore the higher-order structure of tRNA and its utilization, and to clarify the higher-order structure stabilization strategy of tRNA. During this period, the following 1 to 4 days were recorded. 1. The existence of a gene in a gene pool within a gene pool promotes the transformation of higher-order structures of gene pool tRNA (the transformation of higher-order secondary structures). 2. TRNA and tRNA are arranged in the same way as the TRNA and tRNA. In the middle of the tube, the tRNA is stable. The metazoan tRNA is similar to that of the true bacterium Achleplasma laidlawi. The results of comparison of the nucleotide sequences showed that the formation of nucleotide pairs and the stability of higher order structure of tRNA were important. 3 tRNA precursors are designed to complement each other in 5'alignment, and DNA is designed to activate E. coli RNase P and to further analyze and activate DNA. DNA is designed to form more than 20 base pairs. 4. In this study, we investigated the number of species of E. coli RNase P and tRNA maturation reactions. These research results include the explanation of the origin of tRNA high-order structure, the application of RNase P in the generation of gene, the prediction of RNA high-order structure and the study of its major contributions.

项目成果

Yoshiaki Hori, Terumichi Tanaka, Yo Kikuchi: "Porphyrins and porphines inhibit the ribonuclease P reaction in vitro"Nucleic Acids Research Supplement. 2. 111-112 (2002)

Yoshiaki Hori、Terumichi Tanaka、Yo Kikuchi：“卟啉和卟啉在体外抑制核糖核酸酶 P 反应”《核酸研究增刊》。

Tomoaki Ando, Terumichi Tanaka, Yoshiaki Hori, Etsuko Sakai, Yo Kikuchi: "Human Tyrosine tRNA Is Also Internally Cleavable by E. coli Ribonuclease P RNA Ribozyme in Vitro"Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 65・12. 2998-3001 (2001)

Tomoaki Ando、Terumichi Tanaka、Yoshiaki Hori、Etsuko Sakai、Yo Kikuchi：“人酪氨酸 tRNA 也可在体外被大肠杆菌核糖核酸酶 P RNA 核酶内部切割”生物科学、生物技术和生物化学 65・12。 2001）

Terumichi Tanaka, Yoshiaki Hori, Yo Kikuchi: "Guide DNA technique in bacterial ribonuclease P reaction for effective processing of tRNA precursor"Biotechnology and Applied Biochemistry. 36・2. 85-88 (2002)

Terumichi Tanaka、Yoshiaki Hori、Yo Kikuchi：“有效处理 tRNA 前体的细菌核糖核酸酶 P 反应中的 DNA 技术”生物技术和应用生物化学 36・2（2002 年）。

Tomoaki Ando, Terumichi Tanaka, Yoshiaki Hori, Yo Kikuchi: "Regulation of bacterial RNase P ribozyme reaction by divalent cation and guide DNA"Nucleic Acids Research Supplement. 2. 271-272 (2002)

Tomoaki Ando、Terumichi Tanaka、Yoshiaki Hori、Yo Kikuchi：“二价阳离子和引导 DNA 对细菌 RNase P 核酶反应的调节”核酸研究增刊。

Tomoaki Ando, Terumichi Tanaka, Yoshiaki Hori, Yo Kikuchi: "Kinetics of Hyperprocessing Reaction of Human Tyrosine tRNA by Ribonuclease P Ribozyme from Escherichia coli"Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 66・9. 1967-1971 (2002)

Tomoaki Ando、Terumichi Tanaka、Yoshiaki Hori、Yo Kikuchi：“大肠杆菌核糖核酸酶 P 核酶对人酪氨酸 tRNA 的超加工反应的动力学”生物科学、生物技术和生物化学 1967-1971 年。