DNA/RNAワールドをターゲットとする分子素材の構造基盤と機能設計

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12480177
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 竹中 章郎 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (80016146)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関口 武司 いわき明星大学, 理工学部, 教授 (00108193)
• Keywords: 平行二重らせん / 5-ホルミルウラシル / 5-ホルミルシトシン / シュードウリジン / マキシザイム / DNA / RNA

Research Abstract

本研究では、DNA/RNAワールドにおいて特異な機能をもつリボザイムなど各種のRNAやDNA、化学修飾の塩基対形成に及ぼす影響、RNAの特異領域を認識するタンパク質のX線解析によって,機能発現の詳細な構造を明らかにすることが目的であり、計画に従って着実に進展している。今年度は、X線解析の分解能を改善することによって、活性酸素ラジカルによって損傷を受けたチミン残基(5-ホルミルウリジン残基)とグアニンが逆ワッブル形の塩基対を形成することを確認した。tRNAのアンチコドンに存在する5-ホルミルシトシン残基の役割を明らかにするために、これを含む核酸のX線解析によって、グアニンとはWatson-Crick型の対を形成することを、分子軌道法による考察から、アデニンとはイミノ型の互変異性体がWatson-Crick様の対合が可能であることを明らかにし、日本結晶学会で報告した。修飾残基のシュードウリジンΨについても、これを含む核酸のX線解析結果を日本RNA学会年会で報告した。平行二重らせん構造については、配列CGAAが単独でも平行二重らせん構造を形成することを発見し、核酸化学シンポジウムで発表した。インフルエンザウイルスのNS1タンパク質の発現系の再構築を行った。マキシザイムについてはヘテロダイマー型の構造組成について、日本RNA学会年会で報告した。超好熱菌pyrrococcus KOD1由来のロイシルtRNA合成酵素の発現系の構築に成功した。HIVウイルスのRNAゲノム二量化開始部位のRNAのX線解析を行った。

Research Products

• [Publications] T.Sunami, J.Kondo, T.Kobuna, I.Hirao, K.Watanabe, K.Miura, A.Takenaka: "Crystal structure of d(GCGAAAGCT) containing a parallel-stranded duplex with homo base pairs and an anti-parallel duplex with Watson Crick base pairs"Nucl Acids Res.. 30. 5253-5260 (2002)
• [Publications] M.Tsunoda, J.Kondo, N.Karino, Y.Ueno, A.Matsuda, A.Takenaka: "Water mediated Dickerson-Drew-type crystal of DNA dodecamer containing 2'-deoxy-5-formyluridine"Biophys. Chem.. 95. 227-233 (2002)
• [Publications] M.Tofazzal Hossain, J.Kondo, Y.Ueno, A.Matsuda, A.Takenaka: "X-Ray analysis of d(CGCGAATTXGCG)_2 containing 2'-deoxy-N^4-methoxycytosine residue at X : A characteristic pattern of sugar puckers in crystalline state of the Dickerson-Drew-type DNA dodecamers"Biophys. Chem.. 95. 69-77 (2002)
• [Publications] T.Kobana, -------A.Takenaka: "X-Ray Structure of d(CGAA), Parallel-Stranded DNA Duplex with Homo Base Pairs"Nucleic Acids Res.. S2. 179-180 (2002)
• [Publications] T.Sunami, J.Kondo, M.Tsunoda, T.Sekiguchi, I.Hirao, K.Watanabe, K.Miura, A.Takenaka: "X-ray structure of d(GCGAAGC) ; switching of partner for G : A pair in duplex form"Nucleic Acids Res.. S2. 181-182 (2002)
• [Publications] T.Takenaka: "Crystal Structure of Damaged/Modified DNAs and Mutageneus"Acta Crystallogr.. SA58. C55 (2002)