mRNAキャップ構造認識タンパク質の遺伝子発現と認識機構の構造解析

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02453146
• Research Institution: Osaka University of Pharmaceutical Sciences
• Principal Investigator: 石田 寿昌 大阪薬科大学, 薬学部, 教授 (00111021)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 友尾 幸司 大阪薬科大学, 薬学部, 助手 ; 尹 康子 大阪薬科大学, 薬学部, 助手
• Keywords: IF-4E / キャップ結合タンパク質 / 遺伝子発現 / mRNAキャップ構造 / 認識機構 / 構造解析

Research Abstract

キャップ結合タンパク質(CBP)の生化学的および構造化学的性質を明らかにすると共に、mRNAキャップ構造との特異的な認識機構を分子/原子レベルで解明することを目的として、(1)mRNAキャップ構造の認識結合に重要と考えられる各機能性アミノ酸を非機能性アミノ酸で置換えた変換体CBPの大量発現、(2)一連のmRNAキャップ構造m7GMP誘導体の化学合成、(3)CBP天然型および変換体とm7GMP誘導体との結合様式(会合定数)の各種スペクトルによる測定、(4)m7GMPを共有結合させたアフィニチイーカラムによる天然型および変換体CBPの結合能の測定および(5)天然型および変換体CBPのキャップ構造認識機構のX線およびNMRによる構造解析の研究を進めた。
(1)に対しては、天然型CBPの102から105番目のTrp-Glu-Asp-Gluの各アミノ酸残基をPhe(Trpに対して)あるいはAlaに変換した。また、33、37および200番目のHisをAlaに変換した。これら変換体タンパク質の大腸菌からの大量発現および精制法を確立した。(2)に対しては、m7GMP、m7GDP、m7GTPなどの7メチルグアニン(m7G)誘導体を化学合成し、(3)これら誘導体と天然型および変換体CBPタンパク質との結合様式をUV吸収および蛍光発光スペクトル法により調べた。その結果、mRNAキャップ構造の結合には102番目のTrp、105番目のGlu、33および37番目のHisが重要であることを明らかにした。このことは、(4)m7GMPを末端に持つアフィニチークロマトグラフの実験からも示唆された。即ち、CBPタンパク質の33、37、102、および105番目のいづれのアミノ酸残基を変換したCBPタンパク質はカラムへの結合能が低下した。現在、(5)の天然型/変換体CBPのX線およびNMRによる立体構造解析を進めている。

Research Products

• [Publications] Y.Kafuku: "Recognition of Nucleic Acid Base by Tryp tophan-Coutining Peptides:Spectroscopic Study on Interaction of N-acetyl Trp-(Gly)m-Asp-(Gly)n-TrPNHCH_3(m=0〜2、n=0〜2)with Guanine" Chem.Pharm.Bull.41. 231-234 (1993)
• [Publications] 石田 寿昌: "薬学研究の進歩研究成果報告集8" 薬学研究奨励財団, 27 (1992)