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2010 Fiscal Year Annual Research Report

ピロリジル転移リボ核酸合成酵素を利用した非天然型アミノ酸の蛋白質への導入

Research Project

Project/Area Number 21550167
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

柳沢 達男  独立行政法人理化学研究所, システム研究チーム, 研究員 (10450420)

Keywords非天然型アミノ酸 / アミノアシル-tRNA合成酵素 / tRNA / 翻訳 / ケミカルバイオロジー / 有用性官能基 / タンパク質
Research Abstract

重原子、セレン、反応性官能基、蛍光基、クロスリンカー等、有用な官能基を有する非天然型アミノ酸を部位特異的に導入する方法はタンパク質の構造と機能を知る上で重要な技術となってきている。ピロリジル-tRNA合成酵素(PylRS)/tRNA^<Pyl>ペアは大腸菌、酵母、培養細胞において宿主由来のaaRS、tRNAと交差反応しない理想的な非天然型アミノ酸導入システムである。我々はPylRS触媒ドメインの結晶構造を解明すると共に、PylRSはアミノ酸基質特異性が低く、ピロリジンだけでなく様々な疎水性官能基をもつリジン誘導体を活性化できる特異なaaRSであることを発見した。この系を用いて様々なリジン誘導体をタンパク質に導入し、タンパク質の蛍光、ビオチンラベルや翻訳後修飾に関する研究に応用している。我々のグループでは以前からクロスリンカー含有チロシン誘導体を利用したクロスリンク(架橋化)法により細胞内で相互作用するタンパク質を検出するための方法論を開発しており、研究代表者が中心となってクロスリンカー含有リジン誘導体、N^ε-(trifluoreomethylpropyloxycarbonyl)-L-lysine(TmdLys)、およびN^ε-(trifluoreomethylbenzyloxycarbonyl)-L-lysine(pTmdZLys)をタンパク質へ導入することを試みている。TmdLysは大腸菌および哺乳類細胞でタンパク質に導入でき、一方pTmdZLysは大腸菌、無細胞質タンパク質合成系、哺乳類細胞において導入できることを明らかにした。更にpTmdZLysが導入されたタンパク質を用いて細胞内で相互作用するタンパク質を特異的にクロスリンクすることにも成功している。また、当グループで最近開発された大腸菌翻訳終結因子RF1欠損株を利用して有用性官能基含有リジン誘導体を数カ所以上タンパク質に導入する実験についても進行中である。

  • Research Products

    (9 results)

All 2011 2010

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] A paralog of lysyl-tRNA synthetase aminoacylates a conserved lysine residue in translation elongation factor P2010

    • Author(s)
      T. Yanagisawa. T. Sumida, R. Ishii, C. Takemoto, S. Yokoyama
    • Journal Title

      Nat. Struct. Mol. Biol.

      Volume: 17 Pages: 1136-1143

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystallizaton and preliminary X-ray crystallographic study of GenX, a lysyl-tRNA synthetase paralogue from Escherichia coli, in complex with translation elongation factor P2010

    • Author(s)
      T. Sumida, T. Yanagisawa, R. Ishii, S. Yokoyama
    • Journal Title

      Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commn.

      Volume: 66 Pages: 1115-1119

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Structural bases of specific generation of amino-acid ligated tRNAs and proteins2010

    • Author(s)
      Shun-ichi Sekine、Takuhiro Ito、Tatsuo Yanagisawa、Shigeyuki Yokoyama
    • Organizer
      国際核酸化学シンポジウム (ISNAC-2010)
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20101110-20101112
  • [Presentation] リジル-tRNA合成酵素パラログGenX/PoxA/YjeA、およびYjeKによる翻訳因子EF-Pの翻訳後修飾2010

    • Author(s)
      柳沢達男、澄田智美、石井亮平、竹本千重、横山茂之
    • Organizer
      日本RNA学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20100727-20100729
  • [Presentation] 大腸菌、昆虫細胞、動物細胞を用いた非天然型アミノ酸のタンパク質への部位特異的導入法の開発2010

    • Author(s)
      坂本健作、向井崇人、大竹和正、伊良波史枝、林明子、佐藤文、樋野展正、柳沢達男、脇山素明、横山茂之
    • Organizer
      日本蛋白質科学会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20100616-20100618
  • [Presentation] Escherichia coli translation elongation factor P (EF-P) is lysylated by GenX/PoxA/YjeA, a paralog of lysyl-tRNA synthetase, and YjeK2010

    • Author(s)
      Tatsuo Yanagisawa. Tomomi Sumida, Ryohei Ishii, Chie Takemoto, Shigeyuki Yokoyama
    • Organizer
      Ribosomes2010
    • Place of Presentation
      イタリア/オルビエート
    • Year and Date
      20100503-20100507
  • [Book] SPring-8 Research Frontiers 2010 : Structure and Function of a Protein Mimicking transfer RNA Revealed from the Structure of Translation Elongation Factor P Complexed with an Aminoacyl-tRNA Synthetase Paralog, GenX2011

    • Author(s)
      柳沢達男、澄田智美、横山茂之
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      SPring-8
  • [Book] ライフサイエンス新着論文レビュー:リジル-tRNA合成酵素パラログGenX-YjeKシステムによる翻訳因子EF-Pのリジル化修飾2010

    • Author(s)
      柳沢達男、横山茂之
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      ライフサイエンス統合データベースセンター
  • [Book] RIKEN Research : Copycat protein finds a perfect match核酸と瓜二つのタンパク質2010

    • Author(s)
      柳沢達男、澄田智美、横山茂之
    • Total Pages
      1
    • Publisher
      理化学研究所

URL: 

Published: 2014-07-16  

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