tmRNAによるアミノ酸合成系酵素の発現調節機構の解析

• 研究課題/領域番号: 13876019
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用微生物学・応用生物化学
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 姫野 俵太 弘前大学, 農学生命科学部, 助教授 (80208785)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2001年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: トランストランスレーション / tmRNA / タグペプチド / metE

研究概要

タグペプチドの配列(AANDENYALAA)を非分解型(AHHHHHHALDD)に変えたtmRNA遺伝子を野生型tmRNA遺伝子と置き換えた大腸菌を作成した。この大腸菌から得られたトランストランスレーション産物は予想通り細胞内で安定になった。さらに、ニッケルカラム、二次元電気泳動等を用いて、この大腸菌からトランストランスレーション産物である非分解型タグペプチド融合タンパク質を精製する系を確立した。完全培地にて発現してきたタグペプチド融合タンパク質の中で、最も量的に多いものを精製し、そのN末端のアミノ酸配列を調べたところ、metEの産物であることが明らかになった。遺伝子配列から予想されるmetEの産物の全長は分子量85Kdaなのに対してmetE-非分解型タグペプチド融合タンパク質は70Kda程度であったことから、翻訳の途中でトランストランスレーションが起こっていると考えられた。精製したmetE-非分解型タグペプチド融合タンパク質は、いくつかのプロテアーゼで消化した後、それらのC末端断片をニッケルカラムを用いて精製し、MALDI TOF MASSを用いてアミノ酸配列を解析し、metEのどの部分からタグペプチドに置き換わっているのかを明らかにした。また、metE抗体とHisタグ抗体を用いて通常のmetEの発現とmetE-非分解型タグペプチド融合タンパク質の発現パターンを調べたところ、タグペプチド融合タンパク質の割合は1%から数%程度であった。

研究成果

• [文献書誌] Fujihara, A., Tomatsu, H., Inagaki, S., Tadaki, T., Ushida, C., Himeno, H., Muto, A.: "Detection of tmRNA-mediated trans-translation products in Bacillus subtilis"Genes to Cells. 7. 343-350 (2002)
• [文献書誌] Hanawa-Suetsugu, K., Takagi, M., Inokuchi, H., Himeno, H., Muto, A.: "SmpB functions in various steps of trans-translation"Nucleic Acids Res.. 30. 1620-1629 (2002)
• [文献書誌] Ito, K., Tadaki, T., Lee, S., Takada, K., Muto, A., Himeno, H.: "Trans-translation mediated by Bacillus subtilis tmRNA"FEBS Lett.. 516. 245-252 (2002)
• [文献書誌] Takada, K., Hanawa, K., Lee, S., Himeno, H., Muto, A.: "The structure and function of tmRNA"Nucleic Acids Res. Supplement. 2. 65-66 (2002)
• [文献書誌] 武藤, 姫野俵太: "tmRNAによるトランス翻訳と生理的機能"蛋白質核酸酵素. 48・4. 346-356 (2003)
• [文献書誌] 渡辺公綱, 姫野俵太: "生命化学II -遺伝子の働きとその応用-"丸善. 255 (2003)
• [文献書誌] Lee, S., Ishii, M., Tadaki, T., Muto, A. & Himeno, H.: "Determinants on tmRNA for initiating efficient and precise trans-translation : Some mutations upstream of the tag-encoding sequence of Escherichia coli tmRNA shift the initiation point of trans-translation in vitro"RNA. 7. 999-1012 (2001)
• [文献書誌] Hanawa-Suetsugu, K., Bordeau, V., Himeno, H., Muto, A., Felden, B.: "Importance of the conserved nucleotides around the tRNA-like structure of Escherichia coli transfer-messenger RNA for protein tagging"Nucleic Acids Research. 29. 4663-4673 (2001)
• [文献書誌] Hanawa-Suetsugu, K., Takagi, M., Inokuchi, H., Himeno, H., Muto, A.: "SmpB functions in various steps of trans-translation"Nucleic Acids Research. (印刷中).
• [文献書誌] Fujihara, A., Tomatsu H., Inagaki, S., Tadaki, T., Ushida, C., Himeno, H., Muto, A.: "Detection of tmRNA-mediated trans-translation products in Bacillus subtilis"Genes to Cells. (印刷中).