真正細菌に存在する細胞内低分子RNA(scRNA)の機能解析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07660091
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 中村 幸治 筑波大学, 生物科学系, 講師 (40212097)
• Keywords: SRP RNA / 細胞内低分子RNA / scRNA / 真正細菌 / 蛋白質膜透過 / 蛋白質合成 / シグナル認識粒子 / SRP

Research Abstract

真正細菌SRP RNAは、グラム陰性細菌と陽性細菌では大きく異なり、陰性細菌では100残基程度で2次構造は哺乳類のドメインIV領域に相当する部分のみからなる。これに対して、枯草菌やウェルシュ菌では、ドメインIVに加えて、ドメインIやIIに相当する構造を持っていた。本研究において枯草菌や大腸菌でのSRP RNA条件欠損株を作成したところ、いずれも強い増殖阻害がみられたことから、増殖に必須な遺伝子であることがわかった。さらに、SRP RNA中、特にドメインIV領域が機能上重要であることが判明した。真正細菌におけるSRP RNAの機能をさらに詳細に検討するため、放射ラベルした大腸菌SRP RNA(4.5S RNA)を用いてゲルシフト解析を行ったところ、大きさの異なる2種類のタンパク質を同定した。解析の結果、48kDaのタンパク質はすでに結合性が示されていた大腸菌Ffhタンパク質(SRP54の相同タンパク質)であった。約80KDaのタンパク質について、DEAE-Sephadex A-50,Sephadex G-100を用いて精製を行い、アミノ末端のアミノ酸配列を決定したところ、タンパク質伸長因子EF-Gであった。また、GDPの添加により、最大約2倍、結合性が上昇した。一方、真正細菌SRP RNAのドメインIV中に高く保存されている22残基についてDNAデーターべ-スを用いて解析したところ、22残基中連続した10残基の配列が23SリボソームRNA中の配列と一致した。23S rRNA上のこの10残基は、蛋白質伸長因子EF-Gのリボソームとの結合領域に含まれていた。
以上の結果より、真正細菌SRP RNAは、蛋白質の膜透過に関与する一方、蛋白質の合成それ自身にも機能を持つ多機能分子であることが明らかとなった。さらに、この機能発現のために、SRP RNAは異なる2種類の蛋白質に対して結合能を有することがわかった。

Research Products

• [Publications] Takamatsu,H.: "Identification of a region required for binding to presecretory protein in Bacillus subtilis Ffh,a homologue of the 54 kilodalton subunit of mammalian signal recognition particle." Eur.J.Biochem.248. 575-582 (1997)
• [Publications] 中村 幸治: "真正細菌SRP RNAの多機能性" 日本生化学会誌. 69. 192-196 (1997)