翻訳における終結と開始の連携機構の解明

• 研究課題/領域番号: 17026008
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 上田 卓也 東京大学, 大学院新領域創成創成科学研究科, 教授 (80184927)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円); 2006年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 2005年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: 生体外蛋白質合成系 / 終結因子 / 終止コドン / RRF / tmRNA / smpB

研究概要

私達は、大腸菌の翻訳因子やリボソームを完全に精製し、再構築したPURE(Protein synthesizing system Using Recombinant Elements)システムを完成させることに成功している。PUREシステムによって翻訳のすべてのプロセスを、試験管のなかで行うことが可能であるばかりではなく、すべてのプロセスのスナッブショットを取ることが可能である。本研究では、RF1とRF2による終止コドンのデコーディングの機構をPUREシステムにより明らかにすることを目標としている。PUREシステムを用いた実験系によって、RF1とRF2の、ペブチドアンチコドン部位に変異を導入し、これらのRFの終止コドンの解読の特性を解析した。その結果、これらのペプチドアンチコドンの領域は、終止コドンの解読特性には関与しないことが示唆された。また、RRFは、翻訳終結後のリボソーム・訳NA複合体を解消のプロセスの解析を行った。その結果、RRFは、リボソームを樹来考えられていた30S、50Sの解離した形ではなく、70Sの状態で解離させることが示された。また、この終結プロセスにおいて、サブユニットの会合の安定性にスペルミジンなどのポリアミンが重要であることが示唆された。さらに、PURE systemを用いて、trans-translationのメカニズム解明を行い、smpBがtmRNAのコドンアンチコドンの相互作用を機能的に補う働きがあることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Efficient protein selection based on ribosome display system with purified components. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ohashi, H., Shimizu, Y., Ying, B.W., Ueda, T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 352 ページ: 270-276
• [雑誌論文] Ribosomal Protein S1 Is not Essential for the trans-translation Machinery. (2007)
  • 著者名/発表者名: Qi, H., Shimizu, Y., Ueda, T.
  • 雑誌名: J Mol Biol 368 ページ: 845-852
• [雑誌論文] Chaperone properties of mammalian mitochondrial translation elongation factor Tu. (2007)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, H., Ueda, T., Taguchi, H., Takeuchi, N.
  • 雑誌名: J Biol Chem 282 ページ: 4076-4084
• [雑誌論文] Co-translational binding of GroEL to nascent polypeptides in followed by post-translational encapsulation by GroES to mediate protein folding. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ying, B.W., Taguchi, H., Ueda, T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 281 ページ: 21813-21819
• [雑誌論文] Spermidine inhibits transient and stable ribosome subunit dissociation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Umekage, S., Ueda, T.
  • 雑誌名: FEBS Lett 580 ページ: 1222-1226
• [雑誌論文] SmpB triggers GTP hydrolysis of elongation factor Tu on ribosomes by compensating for the lack of codon-anticodon interaction during trans-translation initiation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, Y., Ueda, T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 281 ページ: 15987-15996
• [雑誌論文] Spermidine inhibits transient and stable ribosome subunit dissociation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Umekage, S., Ueda, T.
  • 雑誌名: FEBS Lett 580(5) ページ: 1222-1226
• [雑誌論文] Co-translational involvement of the chaperonin GroEL in the folding of newly translated polypeptides. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ying, B.W., Taguchi, H., Kondo, M., Ueda, T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280(12) ページ: 12035-12040
• [雑誌論文] Esterification of Escherichia coli tRNAs with D-histidine and D-lysine by aminoacyl-tRNA synthetases. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takayama, T., Ogawa, T., Hidaka, M., Shimizu, Y., Ueda, T., Masaki, H.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 69(5) ページ: 1040-1041
• [雑誌論文] Protein synthesis by pure translation systems. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, Y., Kanamori, T., Ueda, T.
  • 雑誌名: Methods 36(3) ページ: 299-304
• [雑誌論文] Human mitochondrial mRNAs are stabilized with polyadenylation regulated by mitochondria-specific poly(A) polymerase and polynucleotide phosphorylase. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nagaike, T., Suzuki, T., Katoh, T., Ueda, T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280(20) ページ: 19721-19727
• [雑誌論文] Development of a minimal cell-free translation system for the synthes is of presecretory and integral membrane proteins. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuruma, Y., Nishiyama, K., Shimizu, Y., Muller, M., Ueda, T.
  • 雑誌名: Biotechnol Prog 21(4) ページ: 1243-1251