tRNAプロセシング酵素RNase Pのサブユニット間相互作用に関する研究

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リボヌクレアーゼP(RNase P)は、前駆体tRNAの5'リーダー配列のプロセシングに関与するエンドヌクレアーゼである。超好熱古細菌Pyrococcus horikoshii由来RNase Pは、触媒活性を持つ1分子のRNA(PhopRNA)と5種のタンパク質(PhoPop5、PhoRpp21、PhoRpp29、PhoRpp30、PhoRpp38)から構成され、4種のタンパク質(PhoPop5、PhoRpp21、PhoRpp29、PhoRpp30)はPhopRNAの分子シャペロンとして機能し、PhoRpp38はPhopRNAと特異的に相互作用してその耐熱性に関与していることが明らかになっている。本研究では、5種のタンパク質の相互作用について分析するとともに、タンパク質PhoRpp38とPhopRNAの相互作用について検討した。まず、各タンパク質の相互作用を酵母Two-hybridシステムにより検討した結果、PhoPop5とPhoRpp30およびPhoRpp21とPhoRpp29が強く相互作用し、PhoPop5とPhoRpp21が弱く相互作用していることが解った。さらに、RNase Pの熱耐性に関与しているタンパク質PhoRpp38は、いずれのタンパク質とも相互作用していないことが示唆された。以上の結果より、2種のタンパク質複合体(PhoRpp30-PhoPop5)と(PhoRpp21-PhoRpp29)がPhoPop5とPhoRpp21の弱い相互作用により、複合体(PhoRpp30-PhoPop5-PhoRpp21-PhoRpp29)を形成していることが示唆された。次に、PhopRNAのPhoRpp38結合部位をフットプリンティング法を用いて検討した。まず、PhoRpp38の存在下および非存在下でPhopRNAをジメチル硫酸で修飾後、PhopRNAの修飾塩基をプライマー伸長反応により同定した。その結果、PhopRNAのC^<190>、A^<227>、A^<228>、A^<234>、C^<243>、A^<245>、A^<261>、A^<272>がPhoRpp38の存在下でジメチル硫酸による修飾から保護されることが解った。この結果とSELEX法を用いたPhoRpp38と特異的に結合するアプタマーの塩基配列を考慮して、PhoRpp38はPhopRNAのヘリックスP12-1とP12-2およびヘリックスP15の2箇所に結合することにより、PhopRNAの耐熱性の上昇に寄与していることが示唆された。