リン酸化で制御される、ＲＮＡ結合性マルチドメインタンパク質全長の構造研究

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Nrd1は4つのRRMドメインを持つ分裂酵母のRNA結合タンパク質で、細胞質分裂時のアクトミオシン環の収縮に必須なミオシンIIの軽鎖をコードするCdc4のmRNAに結合し安定化することで、細胞質分裂を制御することが知られている。この過程において、Nrd1はpmk1によりリン酸化され、ストレス顆粒が形成される。リン酸化によりどのような影響があるのかを調べるために、リン酸化ミミック体を用いた実験を行った。リン酸化されたスレオニンの負電荷を模倣し、Nrd1のスレオニン残基をグルタミン酸やアスパラギン酸に置換した変異体を調製し、NMR測定を行った。その結果、RRM1-2領域におけるリン酸化ミミック体は、野生型のスペクトルとは一致せず、分離したピークはRRM2単独のスペクトルと非常に近いことが明らかとなった。また、RRM1単独領域のリン酸化ミミック体のスペクトルは、線幅が広く分離していないため、立体構造がほどけ、さらに凝集を起こしていることが示唆された。Nrd1はリン酸化されていない状態ではRRM1とRRM2の間にドメイン間相互作用が存在するものの、リン酸化されるとRRM1の構造が崩れ、RRM1とRRM2の間の相互作用が失われた状態になっていることが考えられる。そしてNrd1がリン酸化されるとRRM1の構造が崩れ、Nrd1全体の凝集性に影響を及ぼし、ストレス顆粒の形成が促進されているのではないかと推察される。共にストレス顆粒を形成する重要な因子であるCpc2とNrd1の相互作用の解析を行った。また、相互作用部位を構造的に明らかにするために、Cpc2の構造を決定した。決定した構造及び示唆された相互作用部位に基づき、リボソーム40SサブユニットやmRNAを巻き込んだストレス顆粒形成による翻訳停止機構の一端を推察した。