翻訳機構における分子擬態の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11694195
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中村 義一 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (40114590)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 すみ子 東京大学, 医科学研究所, 助手 (60240735)
• Keywords: RNA / ペプチドアンチコドン / ペプチド鎖解離因子 / リボソーム / 分子擬態 / 終止コドン / プリオン / リボソーム再生因子

Research Abstract

平成11年度の主要な研究成果を以下に述べる。
1.翻訳終結の分子機構研究:遺伝暗号の中で最後まで解読のメカニズムが明らかにされなかった終止コドンの解読機構が解明された。コドン特異的なバクテリア解離因子RF1/RF2の"tripeptide"がtRNAアンチドンと同様に直接終止コドンを識別するペプチド性アンチドンとして働くことが証明された。これは歴史的な発見である。
2.分子擬態の構造研究:高度好熱菌のリボソームリサイクル因子(RRF)の2.6A結晶構造を明らかにした。2つのドメインから構成され全体の形はtRNAと酷似している。2つのドメインを結ぶヒンジ部分は可動性を持ち、その可動性や可動方向をアミノ酸置換により変異させると活性を増強あるいは低下させることが明らかになった。形の上ではtRNAを擬態するものの、その作用はtRNAと異なるタンパク質の特性により行われていることが示唆された。
3.翻訳終結因子のプリオン化研究:出芽酵母の解離因子eRF3は、プリオンと同様に機能不全が感染し遺伝する性質を示す。このプリオン様特性はNH_2側に存在するプリオン様リピートによって起きることが知られている。出芽酵母と同じ子嚢菌類に属する5種類の種(Candida maltosa,Debaryomyces hansenii,Kluyveromyces lactis,Yarrowia lipolytica,Zygosaccharomyces rouxii)からeRF3遺伝子を分離し、それらの塩基配列分析、プリオン化実験を行った。その結果、出芽酵母eRF3と同様なプリオン配列をもち、プリオン化による機能不全を起こすことが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Crawford, D.-J.G., Ito, K., Nakamura, Y., Tate, W.P.: "Indirect regulation of termination efficiency at highly expressed genes and recoding sites by the factor recycling function of Escherichia coli release factor RF3"EMBO J.. 18. 727-732 (1999)
• [Publications] Ebihara, K., Nakamura, Y.: "C-terminal interaction of translational release factors eRF1 and eRF3 of fission yeast : G-domain uncoupled binding and the role of conserved amino acids"RNA. 5. 739-750 (1999)
• [Publications] Fujiwara, T., Ito, K., Nakayashiki, T., Nakamura, Y.: "Amber mutations in ribosome recycling factors of Escherichia coli and Thermus thermophilus : evidence for C-terminal modulator element"FEBS Lett.. 447. 297-302 (1999)
• [Publications] Yoshimura, K., Ito, K. Nakamura, Y.: "Amber (UAG) suppressors affected in UGA/UAA-specific polypeptide release factor 2 of bacteria : genetic prediction of initial binding to ribosome preceding stop codon recognition"Genes Cells. 4. 253-266 (1999)
• [Publications] Powell, B., Peters III, H.K., Nakamura, Y., Court, D.: "Cloning and analysis of the rnc-era-recO operon from Pseudomonas aeruginosa"J. Bacteriol.. 181. 5111-5113 (1999)
• [Publications] Karamyshev,A.,Ito,K.,Nakamura,Y.: "Polypeptide release factor eRF1 from Tetrahymena thermophila : cDNA cloning, purification and complex formation with yeast eRF3"FEBS Lett... 457. 483-488 (1999)
• [Publications] Karamyshev, A., Karamycbeva, Z., Ito, K., Matsufuji, S., Nakamura, Y.: "Overexpression and purification of recombinant eRF1 proteins of rabbit and Tetrahymena thermophila"Biochemistry (Moscow). 64. 1648-1658 (1999)
• [Publications] Wada, M., Nakamura, Y.: "Type-II major-surface-glycoprotein family of Pneumocystis carinii"J. Euk. Microbiol.. 46. 151S-152S (1999)
• [Publications] Wada, M., Nakamura, Y.: "Immunological characterization of surface subtilisin-like protease (SSP) of Pneumocystis carinii"J. Euk. Microbiol.. 46. 125S-126S (1999)
• [Publications] Wada, M., Nakamura, Y.: "Type-II major-surface-glycoprotein family of Pneumocystis carinii under the control of novel expression elements"DNA Res.. 6. 211-217 (1999)
• [Publications] Tin, O.F., Rykunova, A.L., Muranova, T.A., Toyoda, T., Ito, K., Suzuki, T., Watanabe, K., Garber, M.B., Nakamura, Y.: "Proteolytic fragmentation of polypeptide release factor 1 of Thermus thermophilus and crystallization of the stable fragments"Biochimie. (In Press). (2000)
• [Publications] Tanaka, R., Satoh, H., Moriyama, M., Satoh, K., Morishita, Y., Yoshida, S., Watanabe, T., Nakamura, Y., Mori, S.: "Intronic U50 small-nucleolar-RNA (snoRNA) host gene of no protein-coding potential is mapped at the chromosome breakpoint t(3;6)(q27;q15) of human B-cell lymphoma"Genes Cells. (In Press). (2000)
• [Publications] Ito, K., Uno, M., Nakamura, Y.: "A tripeptide 'anticodon' deciphers stop codons in messenger RNA"Nature. 403. 680-683 (2000)