間接的なアミノアシルtRNA合成経路におけるtRNAチャネリングの構造基盤

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東京大学工学部の鈴木博士との共同研究により、質量分析を用いてtRNA^<lle>_2の修飾のタイミングを解析した結果、アミノアシル化の始まる前の、まだ長いヌクレオチド配列が3'CCA末端に結合した前駆体の状態でリシジンへの修飾が始まっていることを明らかにした。このように、tRNA^<lle>_2が前駆体の状態でリシジンの修飾が入ることで、CCA末端にメチオニンが先に付加されることが抑制され、誤翻訳を免れていることが明らかになった。さらに、このような長い前駆体から、どのようにtRNA^<lle>_2部分だけを切り出して厳密に認識するかを明らかにするため、TilSとtRNA^<lle>_2の複合体の結晶構造を決定した。その結果、tRNAの結合に伴ってC末端ドメイン2つが大きく構造変化し、その一方がtRNAのアミノ酸受容ステムを結合することが契機となって、TilSのドメイン間接触が徐々に変化し、tRNAを端から認識しながら、最終的にC34を触媒トンネルに提示させる機構を解明した。(Nature,2009,461,1144-1148)。また、2分子のロイシルtRNAを用いて環状ジペプチドを合成する、新規の酵素CdpSの結晶構造を2.0A分解能で決定したところ、アミノアシルtRNA合成酵素の触媒ドメインと酷似していることが判明した。さらに変異体解析の結果、tRNAのリボースの水酸基を真似して、CdpSのセリン残基が活性化されたロイシンを共有結合し(中間状態をトラップすることに成功した)、これにグルタミン酸が一般塩基触媒として働くことで、環状ジペプチドが形成されることを明らかにした。現在、著名な海外誌への論文投稿を目指している。