Functional role of the ribosomal stalk protein in translation recycling

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H04741
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: Uchiumi Toshio 新潟大学, 自然科学系, 教授 (50143764)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西川 周一 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10252222) ; 伊東 孝祐 新潟大学, 自然科学系, 助教 (20502397)
• Research Collaborator: IMAI Hirotatsu
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: リボソーム / リボソーム蛋白質 / 翻訳因子 / リサイクル反応 / 天然変性蛋白質 / 翻訳 / 蛋白質合成 / 蛋白質間相互作用

Outline of Final Research Achievements

Translation of genetic information, i.e., protein synthesis, on a macromolecular complex called the ribosome occurs in four stages: initiation, elongation, termination, and recycling. So far in research, much less is known about mechanism of the recycling. In this project, we have focused on a ribosome recycling factor, ABCE1 (ATPase), and investigated molecular mechanism of the action of ABCE1 by using techniques of biochemistry and structural biology. As results, we have clarified that a ribosomal protein component, termed the “stalk”, directly binds to a specific site of ABCE1, recruits it to the functional site within the ribosome, and stimulates ATP hydrolysis. Thus, our results demonstrate that interaction between ABCE1 and the stalk protein leads to dissociation of ribosomes to subunits, or ribosome recycling.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

翻訳反応が終結・停止した際のリボソームのリサイクル機構の解明は、翻訳研究に残された重要な課題である。リボソームのstalk蛋白質とATPase因子であるABCE1間の相互作用で、リボソームのサブユニットへの解離とリサイクルをもたらすことを初めて証明した本研究の成果は、翻訳リサイクルの動的反応を分子レベルで理解する上で重要な知見で、学術的意義は大きい。本研究ではまた、天然変性蛋白質であるstalkが既知の翻訳開始因子や伸長因子等のGTPase因子に加えてATPase因子とも結合する多機能性成分であることを示した。この知見は、天然変性蛋白質に関わる様々な研究分野に広く影響を与える内容である。