好熱性古細菌由来NusA、G両蛋白質の立体構造に基づくmRNA伸長制御機構の解明

• Project/Area Number: 14035254
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 小池 英明 独立行政法人産業技術総合研究所, 脳神経情報研究部門・DNA情報科学研究グループ, 研究員 (90344118)
• Project Period (FY): 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2002: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
• Keywords: 蛋白質 / 核酸 / 立体構造 / 古細菌 / mRNA伸長

Research Abstract

NusA、NusGは真正細菌と古細菌に共通する蛋白質であり、mRNAやRNAポリメラーゼと相互作用して、転写開始後、mRNAの伸長を停止(NusA)、あるいは、停止を解除(NusG)する。本研究では、NMR測定をもとに、超熱性古細菌Thermoplasma volcanium由来のNusA蛋白質、および超好熱性古細菌Pyrococcus OT3由来のNusG蛋白質の立体構造を決定した。
NMRシグナルの帰属を詳細に検討し直した結果、新たなNOEシグナルを同定した。その結果、NusA蛋白質では単量体内に起因するシグナルだけでなく、単量体間のシグナルを新たに識別することができ、溶液中で二量体を形成することを確認することができた。このことは生化学的な解析の結果とも一致する。NusA蛋白質の単量体はRNA結合蛋白質に多く見られるKHドメイン2つから構成され、C端側のKHドメインのベータシート部位が会合面となって二量体を形成していた。
NusG蛋白質の場合はドメイン内のシグナルを同定することには成功し、2つのドメイン構造の決定には成功したが、ドメイン間のシグナルや両ドメインをつなぐリンカーの二次構造を示唆するシグナルを同定できなかった。このため、両ドメインおよびリンカー部分を様々に含む人工的なNusGを作成したが、両ドメイン間、およびリンカー部に起因するシグナルは検出できなかった。よって、このリンカー部は溶液中で真に柔軟な構造を取ることが分かった。NusGは、N側はKHドメインであり、C側はSH3ドメインに分類され、両ドメインが柔軟なリンカーによりつながっている。
決定された立体構造座標を元に、RNAポリメラーゼおよびRNAとの相互作用に関して仮説を提唱し生化学的な検証実験を続けるとともに、構造決定の結果を論文に発表する準備を行っている。