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2011 Fiscal Year Annual Research Report

RNAメチル基転移酵素による非天然官能基ポスト標識技術の開発と応用

Research Project

Project/Area Number 21603018
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

別所 義隆  独立行政法人理化学研究所, 機能解析第2研究チーム, チームリーダー (70242815)

Keywords生物・生体工学 / バイオテクノロジー / 酵素反応 / タンパク質 / メチル基転位酵素 / tRNA / 人工補酵素 / S-アデノシルメチオニン
Research Abstract

メチル基転移酵素の多くは、S-adenosyl-L-methionine(AdoMet)を補酵素として、核酸、糖、タンパク質など、生体高分子の様々な部位を修飾する。tRNA分子の成熟化において、メチル基転移修飾は最も基本的な必須の酵素反応であり、基質tRNAの塩基特異的に非常に多くの酵素が存在する。研究代表者は、tRNAメチル基転移酵素と人工補酵素のAdoMet類似体を用いて、メチル基以外の非天然官能基がtRNA分子に高効率で取り込まれることを確認した。今年度、特定の短鎖リンカーを結合させたAdoMet類似体を新たに有機化学合成し、tRNAのセントラルコア領域26位のグアノシンを修飾する古細菌型Trm1メチル基転移酵素が、新たな非天然官能基をtRNA基質に直接に取り込むことを確認した。非天然官能基末端を蛍光標識することで、tRNA基質の均一な蛍光標識試料を準備し、tRNA・タンパク質複合体の蛍光結晶を作成した。大型放射光SPring-8のマイクロビームBL32XUビームラインにて、レーザー照射により結晶からの蛍光発色の観測に成功し、微小結晶X線回折測定法の開発に目途を付けた。また、人工官能基を転移出来るメチル基転移酵素の種類数を増やすため、新たに真正細菌型Trm1メチル基転移酵素と大腸菌MnmCメチル基転移酵素の結晶も作成しX線結晶構造解析に成功した。結晶構造モデルから、メチル基転位酵素の触媒ポケットにて、人工官能基がどのように立体障害を避けているか分析し、特定の転移効率の低い酵素において変異体デザインの最適化法を見出した。

  • Research Products

    (7 results)

All 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Substrate tRNA recognition mechanism of a multisite-specific tRNA methyltransferase, Aquifex aeolicus Trm1, based on the X-ray crystal structure2011

    • Author(s)
      Awai T., et al
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: 286 Pages: 35236-35246

    • DOI

      10.1074/jbc.M111.253641

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystal structure of the bifunctional tRNA modification enzyme MnmC from Escherichia coli2011

    • Author(s)
      Kitamura A., et al
    • Journal Title

      Protein Sci

      Volume: 20 Pages: 1105-1113

    • DOI

      10.1002/pro.659

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] SPring-8/XFELの新しい光に期待するタンパク質生合成システム・分子イメージング手法の開発2011

    • Author(s)
      別所義隆
    • Organizer
      第4回アストロバイオロジーワークショップ
    • Place of Presentation
      神戸大学(神戸市)
    • Year and Date
      2011-11-27
  • [Presentation] 原始生命における核酸修飾と遺伝暗号2011

    • Author(s)
      別所義隆
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会、シンポジウム1S2p「生命システム原材料の起源と進化」
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都市)(招待)
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Presentation] Multisite specific tRNA methyltransferase Trm1 from a hyper-thermophilic eubacterium, Aquifex aeolicus2011

    • Author(s)
      Awai T., et al
    • Organizer
      Thermophiles 2011
    • Place of Presentation
      Big Sky, Montana USA
    • Year and Date
      2011-09-11
  • [Presentation] SPring-8/XFELの新しい光に期待する古細菌RNA/RNP分子イメージング手法の開発2011

    • Author(s)
      別所義隆
    • Organizer
      第24回日本Archaea研究会講演会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学先端生命科学研究所(鶴岡市)
    • Year and Date
      2011-09-03
  • [Presentation] Crystal structure of the bifunctional tRNA modification enzyme MnmC2011

    • Author(s)
      Kitamura A., et al
    • Organizer
      16th Annual meeting of the RNA society (RNA2011)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都市)
    • Year and Date
      2011-06-16

URL: 

Published: 2013-06-26  

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