蛋白質合成調節因子トキシン/アンチトキシン(RelE/BelB)の構造機能相関

蛋白质合成调节毒素/抗毒素的结构-功能关系（RelE/BelB）

• 批准号: 06J09523
• 负责人: 高木 久徳
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J09523/
• 关键词: P.horikoshii; toxin-antitoxin; RelB; RelE; ribosome; DinJ; YafQ

真正細菌および古細菌に存在するRelEは、リボソームに結合することにより翻訳過程のmRNAの切断を誘導するするタンパク質合成抑制因子である。我々は、超好熱古細菌由来RelEの結晶構造を決定するとともに、C末端近傍に位置するArg85をAlaに置換した変異体(R85A)がタンパク質合成抑制活性を消失していることを報告し、この残基の正電荷がリボソームとの結合に影響があることを示した。更に、別のTA systemである大腸菌由来のDinJ(antitoxin)/YafQ(toxin)との比較も行った。ToxinであるYafQはRelEと1次配列の相同性が20%以上と同じTA system同士のものとしては比較的高い相同性を持っており、構造や機能の類似性が示唆されている。そこで、DinJ/YafQ complex及びYafQを単離精製し、RelEと同様に大腸菌無細胞系のタンパク質合成抑制活性を調べた。その結果YafQはRelEと同様にタンパク質合成を阻害し、DinJによってその阻害活性が抑えられることが分かった。更にinvitroにおけるRNA切断活性を見たところ、RelEはリボソーム存在下においてのみRNAを切断するが、YafQに関してはリボソーム非存在下においてmRNA及びtRNAも切断可能であることが明らかとなった。一般的にTA systemにおいてtoxinはリボソームに依存しないでもRNAを切断できることが示唆されているが、RelEのみがリボソーム依存的にmRNAを切断すると言うことからRelEは他のTasystemとは全く異なった作用機構を有していることが示唆された。

Real bacteria and archaea exist in the presence of RelE, mRNA binding, mRNA cleavage, and protein synthesis inhibitors. We report that the positive charge of these residues is responsible for the formation of the crystal structure of the superthermobacteria RelE. In addition, other TA systems have been developed to compare DinJ(antitoxin)/YafQ(toxin) origins of E. coli. Toxin To modulate the cytosynthesis inhibitory activity of E. coli cell-free lines, the DinJ/YafQ complex and the YafQ complex were isolated and purified. YafQ is the result of the same kind of inhibition, DinJ is the result of inhibition. Furthermore, RNA cleavage activity can be seen in the invitro, RelE can cleave RNA in the presence of the recombinant gene, and YafQ can cleave mRNA and tRNA in the absence of the recombinant gene. In general, the TA system contains a toxin that is dependent on the RNA and a toxin that is dependent on the RNA.