セリン・セレノシステイン翻訳系の構造生物学

丝氨酸-硒代半胱氨酸翻译系统的结构生物学

• 批准号: 08J10437
• 负责人: 伊藤 弓弦
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J10437/
• 关键词: セレノシステイン; セレン代謝; 翻訳; RNA; tRNA; 非標準アミノ酸; X線結晶構造解析; 構造生物学

1,セリルtRNA合成酵素(SerRS)によるtRNA^<Sec>認識機構の解明セレノシステインのtRNA(tRNA^<Sec>)は既知のtRNA中最大で,特異な2次構造上の特徴をもつ.SerRSはセリンのtRNA(tRNA^<Ser>)にセリンを結合する一方、tRNA^<Sec>に対しても活性をもつ。昨年度までに,SerRSとtRNA^<Sec>の複合体の結晶化に成功していたが,構造決定に十分な分解能の回折は得られていなかった.本年度は分解能の改善を試み,古細菌SerRSと細菌tRNA^<Sec>の複合体の立体構造を決定することに成功した.これによりSerRSとtRNA^<Sec>の相互作用が詳細に明らかになり,SerRSがtRNA^<Ser>とtRNA^<Sec>の両方を基質にする構造基盤を考察することができた.2,セレノシステイン合成酵素(SecS)の構造解析およびtRNA^<Sec>認識機構の解明SecSはセレノリン酸を用いてtRNA上でセリンをセレノシステインに変換する.SecSは分子量500kDaに達する巨大なホモ10量体を形成するため構造解析が困難であり,その立体構造は不明であった.昨年度までにSecSを調製,結晶化して,立体構造を決定していた.本年度は,tRNA^<Sec>との複合体の結晶化を試み,立体構造を低分解能で決定した.SecSのホモ10量体に10個のtRNA^<Sec>が結合し,分子量800kDaを超える巨大複合体を形成していた.SecSのN末端ドメインがtRNA^<Sec>の特徴的なDアームと相互作用しており,これがtRNA^<Sec>への特異性を達成していると考えられる.1つのtRNA^<Sec>に対する結合面と触媒活性部位が,SecSの4つのサブユニットにまたがっており,SecSが多量体化する意義が明らかになった.

1。通过Seryl TRNA合酶（SERRS）阐明tRNA^<SEC>识别机制。硒代半胱氨酸（tRNA^<sec>）的tRNA是已知的tRNA中最大的，并且具有独特的二级结构特征。 SERR与丝氨酸tRNA（tRNA^<ser>）结合，同时还具有针对tRNA^<sec>的活性。到去年，SERR和TRNA^<SEC>复合物的结晶已经成功，但没有获得足够的分辨率衍射来进行结构测定。今年，我们试图改善分辨率，并成功地确定了古细菌和细菌trna^<SEC>复合物的三维结构。这详细揭示了SERR和TRNA^<SEC>的相互作用，我们能够考虑Serrs使用TRNA^<ser>和TRNA^<SEC>作为底物的结构基础。2。硒代半胱氨酸合酶（SECS）的结构分析和tRNA^<SEC>识别机制的阐明，使用硒磷酸盐将丝氨酸转化为丝氏素半胱氨酸。 SecS is a huge, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale, large-scale,大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大规模，大规模，大规模，大规模，典型，大规模，典型，典型，典型，典型，大小，典型，典型，典型，典型，典型，典型，典型的零件，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大型，大规模，大规模，大规模，大规模，典型，大规模，典型，典型，典型，典型，大小，典型，典型，典型，典型，典型，典型，典型的零件，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，大规模，结构分析的结构分析很困难，因为Mo-10mer的形成，其结构尚不清楚。到去年，已经准备了SEC并结晶以确定结构。在今年，我们试图用tRNA^<SEC>结晶络合物，并以低分辨率确定结构。十个tRNA^<SEC>与SEC的Homo-10子结合，形成了一个超过800 kDa的巨大复合物。 SEC的N末端结构域与tRNA^<SEC>的特征D-arr相互作用，该> <sec>的特征性d-arr t-arm t-arm t-arm被认为实现了tRNA^<sec>的特异性。一个tRNA^<SEC>的结合表面和催化活性位点跨越了SEC的四个亚基，从而揭示了SEC多聚化的重要性。

项目成果

Crystal structure of selenocysteine synthase

硒代半胱氨酸合酶的晶体结构

• 发表时间: 2009
• 作者: Yuzuru Itoh;Shun-ichi Sekine;Chizu Kuroishi;Takaho Terada;Mikako Shirouzu;Seiki Kuramitsu;Shigeyuki Yokoyama;伊藤弓弦
• 通讯作者: 伊藤弓弦

Structural and functional analysis of selenophosphate synthetase

硒磷酸合成酶的结构和功能分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Yuzuru Itoh;Shun-ichi Sekine;Eiko Matsumoto;Ryogo Akasaka;Chie Takemoto;Mikako Shirouzu;Shigeyuki Yokoyama
• 通讯作者: Shigeyuki Yokoyama

ヒトのセレノシステインtRNAの結晶構造解析

人硒代半胱氨酸tRNA晶体结构分析

• 发表时间: 2009
• 作者: Yuzuru Itoh;Shun-ichi Sekine;Chizu Kuroishi;Takaho Terada;Mikako Shirouzu;Seiki Kuramitsu;Shigeyuki Yokoyama;伊藤弓弦;伊藤弓弦
• 通讯作者: 伊藤弓弦

Implications for selenophosphate generation by crystal structure of selenophosphate synthetase

硒磷酸合成酶晶体结构对硒磷酸生成的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: Shun-ichi Sekine;Yuzuru Itoh;Eiko Matsumoto;Ryogo Akasaka;Chie Takemoto;Mikako Shirouzu;Shigeyuki Yokoyama
• 通讯作者: Shigeyuki Yokoyama

Crystal structure of human selenocysteine tRNA

• DOI: 10.1093/nar/gkp648
• 发表时间: 2009-10-01
• 期刊: NUCLEIC ACIDS RESEARCH
• 影响因子: 14.9
• 作者: Itoh, Yuzuru;Chiba, Shiho;Yokoyama, Shigeyuki
• 通讯作者: Yokoyama, Shigeyuki