鋳型非依存性RNA合成酵素の分子機構、進化の分子的基盤研究

非模板依赖性RNA合成酶分子机制及进化研究

• 批准号: 17687010
• 负责人: 富田 耕造
• 金额: $ 19.47万
• 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 Young Scientists (A)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17687010/
• 关键词: RNA; 構造解析; 反応機構; 鋳型非依存的; 複合体; 酵素反応; 合成; RNA合成; 鋳型非依存性; ダイナミックス

鋳型非依存的RNA合成酵素であるCCA付加酵素は核酸性の鋳型を用いることなく,定まった配列を定まったRNAプライマーに付加/合成するという点で非常にユニークな酵素である。我々は,昨年度,古細菌由来のCCA付加酵素がCCA配列を合成する過程,すなはち,合成開始,伸長,終結にいたるすべての状態のスナップショットのX線結晶構造解析,生化学的解析を行ない,世界に先駆けてCCA付加酵素によるCCA付加反応の動画の作製に成功し,30年来の謎を解明した。今年度は,さらに古細菌由来のCCA付加酵素が正しい配列が合成されたか,否かを確認するProofreadingの機構の解析を行なった。3'末端に変異を導入したRNAとCCA付加酵素の複合体,合計11種類のX線結晶構造解析,さらに変異体RNAを用いた生化学的解析をとおして,ユニークなProofreadingの分子機構が明らかになった。CCA付加酵素は,最初のヌクレオチドが間違って付加されても,そのヌクレオチドの確認を行なわず,次の2番目のヌクレオチド付加の反応を行なってしまう。しかしながら,2番目の付加反応が進行し,最後のヌクレオチドの付加を行なう時に,最初と2番目に付加されたヌクレオチドの配列を確認し,3'末端領域配列がCCA以外のものを合成できないにしていることが明らかになった。この最後の段階での"Proofreading"機構は,酵素が活性型の閉じた構造をとっており,RNAの最初のヌクレオチドが酵素のべーターターンとWatson-Crick用水素結合をし,かつ2番目のヌクレオチドの大きさと,02の有無によって行なわれていることが明らかになった。

Type Independent RNA Synthetase: CCA Subenzyme: RNA Subenzyme: RNA Subenzyme: In the past year, X-ray crystallographic analysis and biochemical analysis of CCA enzymes from archaea have successfully solved the problem of CCA synthesis in the world. This year, the analysis of the mechanism of protoreading was carried out in order to confirm the synthesis of CCA enzymes from archaea. X-ray crystal structure analysis of 11 kinds of RNA and CCA enzyme complexes, and biochemical analysis of foreign RNA, and molecular mechanism of DNA and CCA enzyme complexes. CCA enzyme is added, the first step is to change the color, the second step is to change the color, the third step is to change the color, the fourth step is to change the color. In addition, when the final payment is made, the initial allocation of the second payment is confirmed, and the final allocation of the third payment is confirmed. The last stage of the "Proofreading" mechanism is that the enzyme is active and the structure is closed. The initial stage of the RNA is that the enzyme is active and Watson-Crick is water binding.

项目成果

Animated Crystallography of Genetic Code Translation

遗传密码翻译的动画晶体学

• 发表时间: 2007
• 期刊: Nucleic Acids Symp Ser 51
• 作者: Tomita;K.;Numata;T.;Fukai;T.;Suzuki;T.;Ishitani;R.;Nureki;O.
• 通讯作者: O.

tRNAを使うリボソームによらないアミノ酸付加反応

使用 tRNA 进行不涉及核糖体的氨基酸加成反应

• 发表时间: 2008
• 期刊: 蛋白質核酸酵素 (共立出版) (掲載決定;平成20年6月22日号)
• 作者: 渡辺 和則 富田 耕造;他
• 通讯作者: 他

鋳型を用いないRNA合成の動的反応分子基盤

无模板RNA合成的动态反应分子基础

• 发表时间: 2008
• 作者: Suto K;Shimizu Y;Watanabe K;Ueda T;Fukai S;Nureki O;Tomita K.;富田 耕造;富田 耕造
• 通讯作者: 富田 耕造

Protein-based peptide-bond formation by amhloacyl-tRNA protein transferase

氨酰基-tRNA 蛋白转移酶形成基于蛋白质的肽键

• 发表时间: 2007
• 期刊: Nature 449
• 作者: Watanabe;K. Tomita;K.;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Molecular basis for peptide-bond formation by an aminoacyl-tRNA protein transferase

氨酰基-tRNA 蛋白转移酶形成肽键的分子基础

• 发表时间: 2007
• 作者: 渡辺 和則;富田 耕造;他
• 通讯作者: 他