1996 Fiscal Year Annual Research Report
リボソーム機能と有機触媒活性の融合による有用蛋白質の生産
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08555200
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| Section | 試験 |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
渡辺 公綱 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00134502)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大部 良隆 住友化学工業株式会社, 筑波研究所, 主席
志賀 昭信 住友化学工業株式会社, 筑波研究所, 所長
新田 至 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (30272404)
上田 卓也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80184927)
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| Keywords | リボソーム / rRNA / ピリジン / アミノピリジン / タンパク質合成系 |
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| Research Abstract |
最近、我々はピリジン/水=40/60-60/40の範囲からなる有機溶媒と水との混合系において、可溶性蛋白因子画分やATP、GTPを必要とすることなく、リボソーム上でmRNAを鋳型とする蛋白質合成が進行することを発見した。有機溶媒中でプロテアーゼやヒドロキシターゼなどの加水分解型酵素はその逆反応、すなわちアミド化やエステル化を触媒することが知られているが、蛋白質合成のような動的な反応が有機溶媒中で進行すると言ったことは、これまで全く報告がない。本研究では、この有機溶媒/水混合系を利用して、高効率で普遍性のある生体外蛋白質合成系を開発し、これまで量産が不可能であった有用蛋白質を生産することを目的とした。
本年度はシステムの基本的特性の把握を行い、以下の知見を得た。
(1)各種有機触媒の評価、絞り込み:本システムにおいてはピリジンに限らず、広く三級アミンの使用が可能と考えられた。そこで、ピリジン以外にアミノピリジン類や核酸塩基関連化合物などの触媒活性を評価し、アデニン骨格を有する三級アミン類に同様の活性が認められた。しかし、システムの安定性などを考慮し、ピリジンが最も有用な三級アミンであるとの結論に達した。
(2)最適なシステムの確立:現状では、リボソーム全体を用いてシステムの構築を行っているが、効率低下を招かない範囲でシステムは単純な方が望ましく、この意味からも、リボソーム全体を用いるのではなく、例えばrRNAのみでシステムの構築を試みた。その結果、rRNAのみのシステム構築も可能であることが判明したが、著しく低効率であり、実用化は現在のところ不可能と判断した。
(3)高度好熱菌、酵母そして牛ミトコンドリアなど多種類の生物由来の系リボソームを利用したシステムの構築に成功した。
来年度は実際に有用蛋白質の生産を試みる。
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[Publications] T.Nojima et al: "Pyidine-psmotcd factor-and enegy-free piptide synthesis systems prepared psw Protayote;enkaryote and mitdondia" J.Biochem. 119. 1076-1079 (1996)
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[Publications] T.Ohtsuki et al: "Automated chemical synthesis of Biologically active tRNA having a sequence coveoponding to Ascaris suum mitochondrial tRNA Met" J.Biochem. 120. 1070-1073 (1996)
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[Publications] S.Watanabe et al.: "An RNA fragment consisting of the P7 and P9.0 stems and the 3'-terminal guanosine of the tetrahymene group I infnon" Nucl.Acids Res.24,7. 1337-1344 (1996)
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[Publications] T.Suzuki et al: "A new method for identifying the amino acid attached to a paticular RNA in the cell" FEBS Letters. 381. 195-198 (1996)
