遺伝暗号表の完全な書き換えと非天然タンパク質合成への応用

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17685017
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 芳坂 貴弘 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教授 (30263619)
• Keywords: 蛋白質 / 核酸 / 遺伝子 / バイオテクノロジー / 分子認識 / tRNA / 翻訳 / 非天然アミノ酸

Research Abstract

tRNAにアミノ酸を付加して特定のコドンに対してタンパク質へ導入しようとした場合には、アミノ酸の種類によって導入効率が大きく低下することが昨年度の研究によって見い出されたため、そのようなアミノ酸についてtRNAの構造を変えることで翻訳効率を向上させることを試みた。その結果、tRNAの3'末端の長さを変える(CCA配列の直前に1塩基挿入や削除を行なう)ことで、アミノ酸の導入効率が向上する場合があることが新たに見い出された。これは、リボソームが種々のアミノ酸を取り込んでペプチド伸長を行なう際には、アミノ酸の種類に応じてtRNAの3'末端の位置が巧みに調節されていることを示唆している。続いて、CCA配列の直前に1塩基挿入したtRNAおよび通常のtRNAを連続して用いて、非天然アミノ酸のジペプチド合成を試みた。その結果、通常のtRNAではペプチド伸長が起きないようなアミノ酸の組み合わせであっても、一方を1塩基挿入型tRNAにすることで、ペプチド伸長が起きることが見い出された。従って、非天然アミノ酸同士をペプチド連結させる際には、tRNAの末端の長さを変えることが非常に有効であると言える。また、4塩基コドンを連続してジペプチド合成を試みた結果、効率はかなり低下するものの合成は可能であることを確認した。これらの実験結果より、非天然アミノ酸の連続したペプチド・タンパク質の効率的な合成の可能性を示すことができた。