2011 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
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21550167
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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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)
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| Keywords | 非天然型アミノ酸 / アミノアシルtRNA合成酵素 / tRNA / タンパク質 / ケミカルバイオロジー / 翻訳 / 翻訳後修飾 / クロスリンカー |
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| Research Abstract |
重原子、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>ペアは大腸菌や哺乳類細胞などの宿主由来のアミノアシルtRNA合成酵素(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。柳沢らはPylRS触媒ドメインの結晶構造を解明すると共に、様々なリジン誘導体をタンパク質に導入できる特異なaaRS/tRNAであることを発見し、タンパク質のラベル化や翻訳後修飾に広く利用される系として礎を築いてきた。当研究グループでは細胞内でのタンパク質間相互作用を探索する目的で、以前からクロスリンカー含有非天然型アミノ酸の導入系を開発してきたが、柳沢らは新規のクロスリンカー含有リジン誘導体、N^ε-(trifluoromethyldiazirinylbenzyloxycarbonyl)-L-lysine (TmdZLys)を大腸菌および哺乳類細胞においてタンパク質に部位特異的に導入することに成功した。TmdZLysを導入したGRB2タンパク質は従来のクロスリンカー含有アミノ酸を導入したGRB2と比べ、細胞内ターゲットであるEGFRタンパク質と広い範囲(反応点から6～15Å)でUVクロスリンクが可能であることから、TmdZLysを利用することでタンパク質間相互作用ネットワークを解明することが期待できる。また、当グループで最近開発された翻訳終結因子欠損大腸菌株を利用しN^ε-acetyl-L-lysine (AcLys)などのリジン誘導体をタンパク質中の複数カ所に導入することにも成功している。本課題の成果は今後生命科学研究の重要な基盤技術になると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
(抄録なし)
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[Journal Article] Genetic-code evolution for protein synthesis with non-natural amino acids2011
Author(s)
T. Mukai, T. Yanagisawa, K. Ohtake, M. Wakamori, J. Adachi, N. Hino, A. Sato, T. Kobayashi, A. Hayashi, M. Shirouzu, T. Umehara, S. Yokoyama, K. Sakamoto
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Journal Title
Biochem. Biophys. Res. Comm.
Volume: 411
Pages: 757-761
Peer Reviewed
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[Book] SPring-8 Research Frontiers 20102011
Author(s)
T. Yanagisawa, T. Sumida, S. Yokoyama
Total Pages
1
Publisher
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, GenX.
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