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リボザイムからRNA‐蛋白質複合体への進化プロセスのモデル化

模拟从核酶到 RNA-蛋白质复合物的进化过程

基本信息

批准号：
15770110
负责人：
井川善也
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyushu University (2004)Kyoto University (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15770110/
关键词：
RNA 蛋白質機能移譲リボザイム分子進化 RNP 複合体

项目摘要

機能性生体高分子の分子進化の初期過程で生じたと考えられるRNAから蛋白質因子への機能移譲を4つの素過程にモデル化し、そのモデル分子を実際に構築することを目指した。H15年度に前半の2過程のモデル化に成功したため、H16年度は後半の2過程のモデル化を試みた。その結果、第3過程となる「進化中間体2」のモデル分子の構築に成功した。構築されたモデル分子においては期待されたように、RNA成分でもある程度の機能を保ちつつ、蛋白質因子の付加によって、さらに2倍の活性の向上がみられた。このことは、進化の中間状態における、RNAと蛋白質因子が同程度の寄与で等価な機能を重複してになっていたとする仮説に合致する。さらにこの「進化中間体2」のモデル化の成功に続き、進化の最終過程である、RNA-蛋白質複合体のモデル化にも成功した。「進化中間体2」から変異によってRNA因子の寄与を取り去った結果、そのRNAは単独ではほとんど活性を保持できないことが明らかとなった。この単独では活性を持たないRNAに対して、蛋白質因子を加えた場合、両者がRNA-蛋白質複合体を形成し、活性を回復することが明らかとなった。またこのRNA-蛋白質複合体の活性は、もとのRNA酵素の活性とほぼ同等であることも示された。以上の2年間の研究において、RNAから蛋白質因子への機能移譲を4つの素過程のすべてのモデル化に成功した。さらに、こうした機能委譲が、実際の生体内で起こり得るのかを検討するため、これらの分子種を大腸菌内で発現させ、その機能発現が大腸菌の増殖速度でモニターできる系を構築した。現在その系を用いて、連続的な機能の移譲の実験的検証を試みている。

The early stages of molecular evolution of functional biological polymers include the generation of RNA, the functional transformation of protein factors, the transformation of protein molecules, and the construction of molecular structures. The first half of H15 was successfully transformed into the second half of H16. As a result, the third process was successful in the construction of the molecular structure of "Evolution Intermediate 2". The structure of the molecule is expected to be stable, the RNA component is stable, the protein factor is added, and the activity is doubled. The RNA and protein factors are identical in their functions. In addition, the successful integration of "Evolution Intermediate 2", the final process of evolution, and the successful integration of RNA-protein complexes. "Evolution Intermediate 2" is a very different RNA factor. The activity of RNA and protein is the only way to form RNA-protein complexes. The activity of RNA-protein complexes is similar to that of RNA enzymes. During the past two years, the functional shift of RNA and protein factors has been successfully studied. The function of the gene is to construct a system for the growth rate of coliform bacteria by detecting the gene expression of molecular species in coliform bacteria. Now the system is used, the function of the link is transferred, and the test of the implementation is tried.

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

リボザイムの分子設計法-RNA構造情報の分子デザインへの還元-

核酶的分子设计方法-将RNA结构信息还原为分子设计-

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
実験医学(増刊) 22・7
影响因子：
0
作者：
井川善也;井上丹
通讯作者：
井上丹

Ikawa, Y., Inoue, T.: "Designed structural rearrangement of an active group I ribozyme"Journal of Biochemistry (Tokyo). 133. 189-195 (2003)

Ikawa, Y., Inoue, T.：“活性 I 族核酶的设计结构重排”生物化学杂志（东京）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

De novo synthesis and development of an RNA enzyme

DOI：
10.1073/pnas.0405886101
发表时间：
2004-09-21
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Ikawa, Y;Tsuda, K;Inoue, T
通讯作者：
Inoue, T

Artificial modules for enhancing rate constants of a group I intron ribozyme without a P4-P6 core element

用于增强没有 P4-P6 核心元件的 I 组内含子核酶速率常数的人工模块

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Journal of the Biological Chemistry 279
影响因子：
0
作者：
Ohuchi;SJ.;Ikawa;Y.;Shiraishi.H.;Inoue.T.
通讯作者：
Inoue.T.

A ligase ribozyme obtained from a structural pool

从结构池中获得的连接酶核酶

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Nucleic Acids Research Symposium Series 48
影响因子：
0
作者：
Yoshioka;Y.;Ikawa;Y.;Iaeger;L.;Inoue;T.
通讯作者：
T.

DOI：
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作者：
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通讯作者：
井川善也