翻訳における終結と開始の連携機構の解明

• Project/Area Number: 17026008
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 上田 卓也 東京大学, 大学院新領域創成創成科学研究科, 教授 (80184927)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥5,600,000 (Direct Cost: ¥5,600,000); Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2005: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: 生体外蛋白質合成系 / 終結因子 / 終止コドン / RRF / tmRNA / smpB

Research Abstract

私達は、大腸菌の翻訳因子やリボソームを完全に精製し、再構築したPURE(Protein synthesizing system Using Recombinant Elements)システムを完成させることに成功している。PUREシステムによって翻訳のすべてのプロセスを、試験管のなかで行うことが可能であるばかりではなく、すべてのプロセスのスナッブショットを取ることが可能である。本研究では、RF1とRF2による終止コドンのデコーディングの機構をPUREシステムにより明らかにすることを目標としている。PUREシステムを用いた実験系によって、RF1とRF2の、ペブチドアンチコドン部位に変異を導入し、これらのRFの終止コドンの解読の特性を解析した。その結果、これらのペプチドアンチコドンの領域は、終止コドンの解読特性には関与しないことが示唆された。また、RRFは、翻訳終結後のリボソーム・訳NA複合体を解消のプロセスの解析を行った。その結果、RRFは、リボソームを樹来考えられていた30S、50Sの解離した形ではなく、70Sの状態で解離させることが示された。また、この終結プロセスにおいて、サブユニットの会合の安定性にスペルミジンなどのポリアミンが重要であることが示唆された。さらに、PURE systemを用いて、trans-translationのメカニズム解明を行い、smpBがtmRNAのコドンアンチコドンの相互作用を機能的に補う働きがあることが示された。

Research Products

• [Journal Article] Efficient protein selection based on ribosome display system with purified components. (2007)
  • Author(s): Ohashi, H., Shimizu, Y., Ying, B.W., Ueda, T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun 352 Pages: 270-276
• [Journal Article] Ribosomal Protein S1 Is not Essential for the trans-translation Machinery. (2007)
  • Author(s): Qi, H., Shimizu, Y., Ueda, T.
  • Journal Title: J Mol Biol 368 Pages: 845-852
• [Journal Article] Chaperone properties of mammalian mitochondrial translation elongation factor Tu. (2007)
  • Author(s): Suzuki, H., Ueda, T., Taguchi, H., Takeuchi, N.
  • Journal Title: J Biol Chem 282 Pages: 4076-4084
• [Journal Article] Co-translational binding of GroEL to nascent polypeptides in followed by post-translational encapsulation by GroES to mediate protein folding. (2006)
  • Author(s): Ying, B.W., Taguchi, H., Ueda, T.
  • Journal Title: J Biol Chem 281 Pages: 21813-21819
• [Journal Article] Spermidine inhibits transient and stable ribosome subunit dissociation. (2006)
  • Author(s): Umekage, S., Ueda, T.
  • Journal Title: FEBS Lett 580 Pages: 1222-1226
• [Journal Article] SmpB triggers GTP hydrolysis of elongation factor Tu on ribosomes by compensating for the lack of codon-anticodon interaction during trans-translation initiation. (2006)
  • Author(s): Shimizu, Y., Ueda, T.
  • Journal Title: J Biol Chem 281 Pages: 15987-15996
• [Journal Article] Spermidine inhibits transient and stable ribosome subunit dissociation. (2006)
  • Author(s): Umekage, S., Ueda, T.
  • Journal Title: FEBS Lett 580(5) Pages: 1222-1226
• [Journal Article] Co-translational involvement of the chaperonin GroEL in the folding of newly translated polypeptides. (2005)
  • Author(s): Ying, B.W., Taguchi, H., Kondo, M., Ueda, T.
  • Journal Title: J Biol Chem 280(12) Pages: 12035-12040
• [Journal Article] Esterification of Escherichia coli tRNAs with D-histidine and D-lysine by aminoacyl-tRNA synthetases. (2005)
  • Author(s): Takayama, T., Ogawa, T., Hidaka, M., Shimizu, Y., Ueda, T., Masaki, H.
  • Journal Title: Biosci Biotechnol Biochem 69(5) Pages: 1040-1041
• [Journal Article] Protein synthesis by pure translation systems. (2005)
  • Author(s): Shimizu, Y., Kanamori, T., Ueda, T.
  • Journal Title: Methods 36(3) Pages: 299-304
• [Journal Article] Human mitochondrial mRNAs are stabilized with polyadenylation regulated by mitochondria-specific poly(A) polymerase and polynucleotide phosphorylase. (2005)
  • Author(s): Nagaike, T., Suzuki, T., Katoh, T., Ueda, T.
  • Journal Title: J Biol Chem 280(20) Pages: 19721-19727
• [Journal Article] Development of a minimal cell-free translation system for the synthes is of presecretory and integral membrane proteins. (2005)
  • Author(s): Kuruma, Y., Nishiyama, K., Shimizu, Y., Muller, M., Ueda, T.
  • Journal Title: Biotechnol Prog 21(4) Pages: 1243-1251