肝炎デルタウィルスRNA型リボザイムの構造と作用機構

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09278210
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 上杉 晴一 横浜国立大学, 工学部, 教授 (70028851)
• Keywords: リボザイム / 肝炎デルタウィルス / RNA / 分子生物学 / 金属酵素 / 構造 / NMR / CD

Research Abstract

本研究の目的は、肝炎デルタウィルス(HDV)RNAのリボザイム活性(RNA鎖切断)に着目し、その溶液中の構造および触媒作用に必要な金属イオンの結合様式を解明することにある。本年度の主な成果は次に示す如くである。
1.小型化したHDVリボザイム系の大量合成
3本のRNA鎖(基質成分8-mer、酵素成分16-merおよび35-mer)からなるHDVリボザイム系を設計した。基質成分については、化学合成により合成した。切断されない基質類似体として切断部位のシチジン残基の2^'-水酸基をメチル化した誘導体も合成した。酵素成分は、適当な鋳型DNAを用いT7RNAポリメラーゼによる転写反応を利用して調製した。
2.マグネシウムイオン濃度の効果の分析
リボザイムの構造および活性に及ぼすMg^<2+>イオン濃度の影響を、CDスペクトルの変化およびRNA鎖切断速度定数の変化を追跡することにより調べ、得られたデータをカーブフィッティング法により分析した。その結果、このリボザイムには、Mg^<2+>イオンは3個以上結合することが可能であり、RNA鎖切断活性を持つには2個以上のMg^<2+>イオンが必要であることが明らかになった。
3.NMRによる解析
NMRスペクトルの測定により、3本のRNAが実際に複合体を形成すること、およびMg^<2+>添加により複合体が構造変化を起こすことを明らかにした。2D NOESYスペクトルを測定することにより、シグナルの一部を帰属した。

Research Products

• [Publications] Taiichi Sakamoto: "Properties of hepatitis δ virus ribozyme,which consists of three RNA oligomer strands" Journal of Biochemistry. 121. 1123-1128 (1997)
• [Publications] Yoichiro Tanaka: "Structure-activity correlation for an HDV ribozyme composed of three RNA strands." Nucleic Acids Symposium Series. No.37. 309-310 (1997)