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RNA合成酵素複合体の機能構造解析

Research Project

Project/Area Number 22247015
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Structural biochemistry
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

富田 耕造  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 研究員 (00345274)

Project Period (FY) 2010 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000)
Fiscal Year 2011: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Fiscal Year 2010: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
KeywordsRNA合成酵素群 / 構造-機能 / 鋳型非依存的 / 鋳型依存的 / X線結晶 / 翻訳因子
Research Abstract

本研究では鋳型非依存的RNA合成酵素群と翻訳因子と複合体を形成して機能する鋳型依存的RNA合成酵素群の構造一機能解析を行い、これらの酵素のRNA合成における基質特異性の分子基盤や翻訳因子のRNA合成の役割を明らかにすることを目的としている。本年度は、真正細菌由来のポリA付加酵素単体およびATPとの複合体のX線結晶構造解析を行った。ポリA付加酵素の活性触媒ドメイン、ヌクレオチド結合部位の構造はCCA付加酵素のそれと非常に似通っていたが、ヌクレオチド結合部位内のヌクレオチド認識に関わるアミノ酸の構造が異なっていた。ポリA付加酵素ではこれらのアミノ酸が、活性部位の他のアミノ酸と分子内水素結合を形成し、ヌクレオチド結合部位が固い構造をとっており、その結果、ヌクレオチド結合ポケットの形と大きさがATPのみに適したものになっており、保存されたふたつのアミノ酸のうちひとつのアミノ酸のみがヌクレオチドの塩基認識に用いられていた。ポリA付加酵素の、固いヌクレオチド結合ポケット構造の維持は、ヌクレオチド結合ドメインとRNA結合ドメインとの相互作用によることが示唆された。また、Qβレプリケースのコア複合体の複合体形成分子機構を解明するために、コア複合体のX線結晶構造解析を行い、構造を決定した。EF-Tu、EF-Tsはβサブユニットと疎水的相互作用し、コア複合体の中のβサブユニットの活性触媒コアの構造が維持されていた。生化学的解析から、EF-Tu、Tsとβサブユニットの相互作用は、コア複合体形成に必要であり、EF-Tu、Tsがシャペロン機能を有していることを明らかにした。鋳型RNA、合成されたRNA、付加されるヌクレオチドのコア複合体活性部位へのモデルから、コア複合体内のEF-Tuが、RNA合成のプロセッシブなRNA伸長反応を促進する"Modulator"としての、翻訳過程での役割を越えた、新たな機能を有する可能性を提示した。

Report

(1 results)
  • 2010 Annual Research Report

Research Products

(5 results)

All 2011 2010

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Mechanism for the alteration of the substrate specificities of template-independent RNA polymerases2011

    • Author(s)
      Toh, Y., Takeshita, D., Nagaike, T., Numata, D., Tomita, K.
    • Journal Title

      Structure

      Volume: 19 Pages: 232-243

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Assembly of Qa viral RNA polymerase with host translational elongation factors EF-Tu and-Ts2010

    • Author(s)
      Takeshita, D., Tomito, K.
    • Journal Title

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA

      Volume: 107 Pages: 15733-15738

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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 鋳型非依存的RNA合成酵素の性質と、そのRNAサーベイランス機構における役割2010

    • Author(s)
      富田耕造
    • Organizer
      日本環境変異原学会年会
    • Place of Presentation
      つくば市(招待講演)
    • Year and Date
      2010-11-17
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  • [Presentation] 鋳型非依存的RNA合成酵素の性質と、そのRNAサーベイランス機構における役割2010

    • Author(s)
      富田耕造
    • Organizer
      日本RNA学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-07-28
    • Related Report
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  • [Book] 「入門構造生物学」-放射光X線と中性子で最新の生命現象を読み解く-生命現象の理解に迫る構造生物学研究4.3翻訳2011

    • Author(s)
      富田耕造、沼田倫征
    • Total Pages
      15
    • Publisher
      共立出版
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-08-22   Modified: 2016-04-21  

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