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tRNA擬態タンパク質分子を核とした翻訳終結機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15310145
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物分子科学
研究機関東京大学

研究代表者

伊藤 耕一  東京大学, 医科学研究所, 助教授 (10262073)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
15,900千円 (直接経費: 15,900千円)
2004年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
2003年度: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
キーワード翻訳終結 / 翻訳制御 / リボソーム / リコーディング / ペプチド鎖解離因子 / 蛋白質合成 / tRNA分子擬態 / 遺伝子発現制御
研究概要

真核生物ペプチド鎖解離因子eRF3のX線構造決定と高次構造に基づく機能検証を行った。真核生物ペプチド鎖解離因子eRF3は、tRNA擬態性タンパク質であるペプチド鎖解離因子eRF1と結合することで、協調的に翻訳終結反応を遂行するGTP結合タンパク質であり、かつ一方で翻訳終結効率の制御と、細胞内での様々な生理機構を担う因子群との対応を行うハブとして位置づけられる要分子である。解明されたX線結晶構造はGTPおよびGDPの2つのモードに対応するものであり、これらの比較からeRF3がこれまでに明らかにされたGTP結合タンパク質とは異なる新規な機能モードを保持するタンパク質である新事実が明らかになった。また、eRF1との結合領域を高次構造上で推定し実証することで、tRNA擬態タンパク質であるeRF1が、実際にGTP結合タンパク質との相互作用においてもtRNA結合モードを擬態していると言う新知見が明らかになった。
翻訳終結過程におけるリボソーム再生反応に共同で機能する、リボソーム再生因子(RRF)および、伸張因子EF-Gの機能解析を詳細に行った。まず、これまでに明らかにしたEF-GのtRNA擬態領域との相互作用によるRRF機能発現機構に加えて、EF-G tRNA擬態領域によるtRNA転座活性(tRNA translocase)機能との機能相関性をin vivoおよび、in vitroで検証した。tRNA転座活性に著しい欠損を示す点変異(H583K)を導入した変異型大腸菌EF-Gタンパク質は、in vivo、in vitro双方のアッセイ系において全く正常にリボソーム再生反応を触媒することを実証した。tRNA転座反応とRRFとの機能協調性は相関しないというこの新知見はこれまで部分的な実験から提唱されていた逆の趣旨の定説をより強固に覆すものであり、リボソーム再生機構におけるRRFの機能性について新たな方向性を切り開く事となった。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (19件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Heterologous expression of Aquifex aeolicus ribosome recycling factor in Escherichia coli is dominant lethal by forming a complex that lacks functional co-ordination for ribosome disassembly.2005

    • 著者名/発表者名
      Yamami T
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology 55

      ページ: 150-161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Heterologous expression of Aquifex aeolicus ribosome recycling factor in Escherichia coli is dominant lethal by forming a complex that lacks functional co-ordination for ribosome disassembly.2005

    • 著者名/発表者名
      Yamami T, Ito K, Fujiwara T, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      Molecular Mivrobiology 55

      ページ: 150-161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Heterologous expression of Aquifex aeolicus ribosome recycling factor in Escherichia cola is dominant lethal by forming a complex that lacks functionalco-ordination for ribosome disassembly.2005

    • 著者名/発表者名
      Yamami T
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology 55

      ページ: 150-161

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Functional Analysis of the Eukaryotic Class II Release Factor eRF3 from S.Pombe.2004

    • 著者名/発表者名
      Kong, C.
    • 雑誌名

      Molecular Cell 14

      ページ: 233-245

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ribosome recycling factor disassembles the posttermination ribosomal complex independent of the ribosomal translocase activity of elongation factor G2004

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara T.
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology 53

      ページ: 517-528

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transient idling of posttermination ribosomes ready to reinitiate protein synthesis2004

    • 著者名/発表者名
      Karamyshev, A.L
    • 雑誌名

      Biochemie 86

      ページ: 933-938

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure and functional analysis of the eukaryotic class II release factor eRFs from S.pombe.2004

    • 著者名/発表者名
      Kong C, Ito K, Walsh MA, Wada M, Lin Y, Kumar S, Barford D, Nakamura Y, Song H.
    • 雑誌名

      Molecular Cell 14

      ページ: 233-245

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ribosome recycling factor disassembles the post-termination ribosomal complex independent of the ribosomal translocase activity of elongation factor G.2004

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara T, Ito K, Yamami T, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology 53

      ページ: 517-528

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transientidling of posttermination ribosomes ready to re initiate protein synthesis.2004

    • 著者名/発表者名
      Karamyshev AL, Karamysheva ZN, Yamami T, Ito K, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      Biochemie 86

      ページ: 933-938

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Functional Analysis of the Eukaryotic Class II Release Factor eRF3 from S.Pombe2004

    • 著者名/発表者名
      Kong C
    • 雑誌名

      Molecular Cell 14

      ページ: 233-245

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 翻訳終結機構-tRNA擬態蛋白質による遺伝暗号解読機構2004

    • 著者名/発表者名
      伊藤耕一
    • 雑誌名

      実験医学 22

      ページ: 24058-2412

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The critical role of the universally conserved A2602 of 23S ribosomal RNA in the release of the nascent peptide during translation termination2003

    • 著者名/発表者名
      Polacek, N.
    • 雑誌名

      Molecular Cell 11

      ページ: 103-112

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Making sense of mimic in translation termination2003

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Y.
    • 雑誌名

      Trends in Biochemical Science 28

      ページ: 99-105

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antizyme frameshifting as a functional probe of eukaryotic translational termination.2003

    • 著者名/発表者名
      Karamysheva, Z.N.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research 31

      ページ: 5949-5956

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 翻訳終結の分子機構-いくつかのtRNA擬態狂騒曲への個人的視点2003

    • 著者名/発表者名
      伊藤耕一
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 48

      ページ: 329-337

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The critical role of the universally conserved A2602 of 23S ribosomal RNA in the release of the nascent peptide during translation termination.2003

    • 著者名/発表者名
      Polacek N, Gomez MJ, ItO K, Xiong L, Nakamura Y, Mankin A.
    • 雑誌名

      Molecular Cell 11

      ページ: 103-112

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Making sense of mimic in translation termination.2003

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Y, Ito K.
    • 雑誌名

      Trends in Biochemical Science 28

      ページ: 99-105

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Antizyme frameshifting as a functional probe of eukaryotic translational termination.2003

    • 著者名/発表者名
      Karamysheva ZN, Karamyshev AL, Ito K, Yokogawa T, Nishikawa K, Nakamura Y, Matsufuji S.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research 31

      ページ: 5949-5956

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] "tRNA mimicry" in translation termination revisited2003

    • 著者名/発表者名
      Ito K, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      Tanpakushitsu Kakusan Koso. 48(Suppl)

      ページ: 329-337

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Polacek, N.: "The critical role of the universally conserved A2602 of 23S ribosomal RNA in the release of the nascent peptide during translation termination"Molecular Cell. 11. 103-112 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura, Y.: "Making sense of mimic in translation termination."Trends in Biochemical Science. 28. 99-105 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Karamysheva, Z.N.: "Antizyme frameshifting as a functional probe of eukaryotic translational termination."Nucleic Acids Research. 31. 5949-5956 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kong, C.: "Crystal Structure and Functional Analysis of the Eukaryotic Class II Release Factor eRF3 from S. Pombe."Molecular Cell. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Fujiwara, T.: "Ribosome recycling factor disassembles the posttermination ribosomal complex independent of the ribosomal translocase activity of elongation factor G"Molecular Microbiology. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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