X線精密構造解析のためのリボソームの結晶化

• 研究課題/領域番号: 10878109
• 研究種目: 萌芽的研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 田中 勲 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70093052)
• 研究分担者: 中川 敦史 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教授 (20188890)
• 研究期間 (年度): 1998 – 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2000年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2000年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1999年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 1998年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: リボソーム / X線解析

研究概要

リボソームはmRNAの塩基配列に従ってポリペプチド鎖を正確に伸長し,タンパク質を合成する細胞内小器官である.しばしば,蛋白質合成工場に例えられる通り,遺伝暗号解読,ペプチジルトランスファー,トランスロケーション,分子的な校正など,生命にとって極めて重要でかつ複雑な仕事を整然と行なっており,その構造が決定された場合の生物科学全体に与えるインパクトは計り知れないものがある.本研究では,リボソームの原子レベルでの立体構造解析を行なうための,高分解能のX線回折を与える結晶を調製することを目的とした.このため,好気性の超好熱古細菌Aeropyrum pernix(至適生育温度90度)嫌気性の超好熱古細菌Pyrococcus horikoshii(至適生育温度98度),高度好熱真性細菌Rhodothermus obamensis,からリボソームを調製することを試みた.超遠心分離法,疎水性クロマトグラフィー,ショ糖連続密度勾配遠心法を用いて,70Sリボソーム,各サブユニットの調製方法を確立した.また,超遠心分離で粗精製した70Sリボソームは,さらに疎水クロマトグラフィーを用いることで,より純度高く精製することができることを確認した.すべてのリボソームサンプルについて,蛋白質合成活性を調べ,高温(70度)において活性があることを確認した.今後は,さらに結晶化条件の検討を行いX線構造解析に持ち込むことを計画している.

研究成果

• [文献書誌] K.Kitano et al.: "Utilization of microgravity to improve the crystal quality of biologically important proteins : chaperonin-60, GrpE, B-subunit of V-type ATPase, and MIF"J.Cryst.Groth. 210. 819-823 (2000)
• [文献書誌] T.Koshiba et al.: "Structure and Thermodynamics of Extraordinarily Stable Molten Globule State of Canine Milk Lysozyme"Biochemistry. 39. 3248-3257 (2000)
• [文献書誌] K.Ishikana et al.: "The structure of human MRP8, a member of the S100 calcium-binding protein family, by MAD phasing at 1.9A resolution"Acta Cryst.. D56. 559-566 (2000)
• [文献書誌] M.Yao et al.: "Crystal structure of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase from Hansenula saturnus"J.Biol.Chem.. 275. 34557-34565 (2000)
• [文献書誌] A.Suzuki et al.: "Crystal structures of the ribonuclease MC1 from bitter gourd seeds, complexed with 2′-UMP or 3′-UMP, reveal structural basis for uridine specificity"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 275. 572-576 (2000)
• [文献書誌] I.Tanaka et al.: "The Ribosome : Structure, Function, Antibiotics, and Cellular Interactions"R.A.Garret, S.R.Douthwaite, A.Liljas, A.T.Matheson, P.B.Moore, and H.F.Noller. 565 (2000)
• [文献書誌] A.Nakagawa, et al.: "The three-dimensional structure of the RNA-binding domain of ribosomal protein L2 ; a protein at the peptidyl transferase center of the ribosome"The EMBO J.. 18・6. 1459-1467 (1999)
• [文献書誌] A.Miyamoto, et al.: "Role of the N-terminal region of ribosomal protein S7 in its interaction with 16S rRNA which binds to the concavity formed by the β-ribbon arm and the α-helix"Eur. J. Biochem.. 266. 591-598 (1999)
• [文献書誌] I.Tanaka et.al.: "Matching the crystallographic structure of ribosomal protein s7 to a three-dimensional model of the 16S ribosomal RNA" RNA. 4. 542-555 (1998)
• [文献書誌] T.Nakashima et.al.: "Crystallization and preliminary X-ray crystallograaphic study of a 23S rRNA binding domain of the ribosomal protein L2 from B.Stearothermophilus" J.Struct.Biol.124. 99-101 (1998)