転写・翻訳反応のＱＣＭ法による時空間的解析

使用 QCM 方法进行转录/翻译反应的时空分析

基本信息

批准号：
22225005
负责人：
岡畑惠雄
金额：
$ 97.34万
依托单位：
Yamagata University (2011-2013)Tokyo Institute of Technology (2010)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010-05-31 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、微量天秤として知られる水晶発振子マイクロバランス（QCM）をバイオセンサーとして用い、生体内タンパク質合成反応である翻訳反応の定量的な解析および機構解明を行うことである。従来ではこうした翻訳反応の研究ではラジオアイソトープでラベル化されたアミノ酸を用いて生成したタンパク質量を電気泳動法で確認するといった手法が用いられており反応の「その場」観察は困難であったが、QCM装置を適用することで生成した産物の「その場」観察が可能になると期待できる。昨年度までに、センサー表面上に固定されたレセプター分子により翻訳反応でリボソームから生成されたタンパク質を補足し、その生成量を質量増分として定量的にモニターできること、その翻訳速度は1分間に11アミノ酸程度であることを明らかにしてきた。本年度は、翻訳反応の律速段階であると言われている翻訳開始過程の機構を明らかにすることを目指し、mRNA上に結合しまた一方で迅速にスライドしなければならないリボソームの相反するmRNAとの相互作用において、翻訳量を増加させることが知られているRNA上の特異な翻訳増強配列が翻訳開始時にリボソームをmRNAから解離しやすくし、スムーズにペプチド伸長過程へと移行させていることを明らかにした。これは本研究の特色であるQCM装置の「その場」観察が可能な利点を活かし翻訳反応の詳細な動的観察から初めて明らかにされたことであり、米国化学会誌（JACS）にその成果を発表した。

这项研究的目的是使用石英晶体振荡器微量平衡（QCM）定量分析和阐明翻译反应的机理，一种生物蛋白质合成反应，称为微量平衡，作为生物传感器。传统上，对翻译反应的研究，例如使用电泳来确认使用放射性同位素标记的氨基酸产生的蛋白质量，从而难以观察到“原位”反应。但是，预计通过应用QCM设备生产的产品的“原位”观察将成为可能。直到去年，已经揭示了从核糖体产生的蛋白质可以通过固定在传感器表面上的受体分子来补充，并且可以将核糖体产生的蛋白质量定量地作为质量增量进行定量监测，并且翻译速率约为每分钟11个氨基酸。 This year, we aimed to clarify the mechanism of the translation initiation process, which is said to be the rate-limiting step in translation reactions, and revealed that a unique translational enhancement sequence on RNA, known to increase translational amounts of ribosomes that bind to and must slide quickly on mRNA, making it easier to dissociate ribosomes from the mRNA at the start of translation, and smoothly transitioning to the peptide extension process.这首先是通过对翻译反应的详细动态观察来揭示的，利用QCM设备的优势，这是本研究的独特特征，结果发表在《化学学会杂志》（JACS）中。