Elucidation of the relationship between protein synthesis system and protein degradation system

細胞内での異常タンパク質の蓄積は、アルツハイマー病やパーキンソン病など、様々な神経変性疾患を引き起こす。よって、これら疾患の治療法確立のためにも、異常タンパク質の産生と分解の機序解明は重要な研究課題である。この機序解明の一環として、本研究ではタンパク質合成系と分解系の間に直接的協調機構が存在するのかを調査する。本年度は、タンパク質合成系の因子であるペプチジルtRNA加水分解酵素の活性が、タンパク質分解系の因子であるタンパク質Xによってどのような影響を受けるか、in vitroで解析するために、ペプチジルtRNA加水分解酵素の基質であるアセチルアミノアシルtRNAの作製を行った。なお、アセチルアミノアシルtRNAは、アミノアシルtRNAのアミノ酸アミノ基がアセチル化されてアミド結合が形成されたものであり、ペプチジルtRNAと同様にペプチジルtRNA加水分解酵素の基質となることが明らかになっている。アセチルアミノアシルtRNAの作製は、tRNAをin vitro transcription systemで合成し、次いでアミノアシルtRNA合成酵素でtRNAに放射性アミノ酸を付加した後、無水酢酸によりアミノアシルtRNAをアセチル化する方法で行った。その結果、活性測定をするに十分な基質を得ることができた。また、実際に合成した基質を使用して活性測定を行った結果、酵素学的パラメーターであるKcatやKmを決定することもできた。今後はこの活性測定系を利用して、タンパク質Xの存在により、どのようにペプチジルtRNA加水分解酵素の活性が変化するかを詳細に調べる予定である。

細胞内での異常タンパク質の蓄積は、アルツハイマー病やパーキンソン病など、様々な神経変性疾患を引き起こす。よって、これら疾患の治療法確立のためにも、異常タンパク質の産生と分解の機序解明は重要な研究課題である。この機序解明の一環として、本研究ではタンパク質合成系と分解系の間に直接的協調機構が存在するのかを調査する。本年度は、タンパク質合成系の因子であるペプチジルtRNA加水分解酵素の活性が、タンパク質分解系の因子であるタンパク質Xによってどのような影響を受けるか、in vitroで解析するために、ペプチジルtRNA加水分解酵素の基質であるアセチルアミノアシルtRNAの作製を行った。なお、アセチルアミノアシルtRNAは、アミノアシルtRNAのアミノ酸アミノ基がアセチル化されてアミド結合が形成されたものであり、ペプチジルtRNAと同様にペプチジルtRNA加水分解酵素の基質となることが明らかになっている。アセチルアミノアシルtRNAの作製は、tRNAをin vitro transcription systemで合成し、次いでアミノアシルtRNA合成酵素でtRNAに放射性アミノ酸を付加した後、無水酢酸によりアミノアシルtRNAをアセチル化する方法で行った。その結果、活性測定をするに十分な基質を得ることができた。また、実際に合成した基質を使用して活性測定を行った結果、酵素学的パラメーターであるKcatやKmを決定することもできた。今後はこの活性測定系を利用して、タンパク質Xの存在により、どのようにペプチジルtRNA加水分解酵素の活性が変化するかを詳細に調べる予定である。