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RNA修飾酵素とその基質RNA認識機構の分子進化

研究課題

研究課題/領域番号 17613003
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 極限環境生物学
研究機関愛媛大学

研究代表者

堀 弘幸  愛媛大学, 理工学研究科, 助教授 (20256960)

研究分担者 高井 和幸  愛媛大学, 無細胞生命科学工学研究センター, 助教授 (40260848)
濡木 理  東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (10272460)
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 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード核酸 / 酵素 / 生体分子 / ゲノム / 進化 / RNA修飾 / 好熱菌 / tRNA / RNAメチル化酵素
研究概要

本研究により、明らかとなった学術的知見は多岐にわたりますが、当初予定した三つの主要課題に照らし合わせつつ、記述すると下記のようになります。
(1)高温環境下の試験管内で、きちんと動作するRNA修飾系を組み立てる。
RNA修飾系において、RNAの構造安定化因子は(i)修飾ヌクレオシド自身(ii)RNA結合タンパク質(iii)ポリアミン(iv)塩類の4つであると思われます。細胞内における塩類濃度・組成は、ほぼ一定と予想されますので、in vitro実験系で重要な因子は、(i)〜(iii)であると思われます。
そこで、とくにポリアミンに焦点を絞り、高度好熱菌Thermus thermophilusの生産する特異的ポリアミン、カルドヘキサミンやテトラキスアミンが高温環境下でのRNA修飾に有効に作用することを見いだしました。
(2)RNAメチル化酵素の基質認識機構を生化学的に調べる。
超好熱菌Aquifex aeolicusのtRNA(m^1G37)メチル化酵素[TrmD]やtRNA(m^2_2G26)メチル化酵素[Trm1]が全く新規なRNA認識機構をもつ酵素であることや、真核生物のtRNA(m^7G46)メチル化酵素[Trm8/Trm82複合体]が真正細菌由来酵素に比較して、より厳密なRNA認識機構をもつことを見いだしました。
(3)RNAメチル化酵素の基質RNA認識がどのようなタンパク質構造によってもたらされるかを明らかにする。
TrmHに関して、保存されている塩基性アミノ酸残基に着目し、そこに変異を導入することにより、tRNAの初期結合に関する部位と触媒反応の進行に伴ってtRNAと会合する部位を明らかにすることができました。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (26件)

  • [雑誌論文] Detection of structural changes in a cofactor binding protein by using a wheat germ cell-free protein synthesis system coupled with unnatural amino acid probing2007

    • 著者名/発表者名
      M.Abe
    • 雑誌名

      Proteins : Structure, Function and Bioinformatics (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] RNA recognition mechanism of eukaryote tRNA (m^7G46)methyltransferase (Trm8-Trm82complex)2007

    • 著者名/発表者名
      K.Matsumoto
    • 雑誌名

      FEBS Lett (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Production of Hetero Subunits RNA Modification Enzyme by Wheat Germ Cell-Free Translation System2007

    • 著者名/発表者名
      K.Matsumoto
    • 雑誌名

      J. of Biotechnol. (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Detection of structural changes in a cofactor binding protein by using a wheat germ cell-free protein synthesis system coupled with unnatural amino acid probing2007

    • 著者名/発表者名
      M.Abe
    • 雑誌名

      Proteins : Structure, Function and Bioinformatics, (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] RNA recognition mechanism of eukaryote tRNA (m^7G46)methyltransferase (Trm8-Trm82complex)2007

    • 著者名/発表者名
      K.Matsumoto
    • 雑誌名

      FEBS Lett (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Production of Hetero Subunits RNA Modification Enzyme by Wheat Germ Cell-Free Translation System2007

    • 著者名/発表者名
      K.Matsumoto
    • 雑誌名

      J. of Biotechnol. (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The substrate specificity of tRNA (m^1G37) methyltransferase (TrmD) from Aquifex aeolicus2006

    • 著者名/発表者名
      H.Takeda
    • 雑誌名

      Genes To Cells 11

      ページ: 1353-1365

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Functional categorization of the conserved basic amino acid residues in TrmH [tRNA (Gm18)methyltansferase] enzymes2006

    • 著者名/発表者名
      K.Watanabe
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 281

      ページ: 34630-34639

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The core domain of Aquifex aeolicus tRNA (m^7G46) methyltransferase has the methyl-transferactivity to tRNA2006

    • 著者名/発表者名
      C.Tomikawa
    • 雑誌名

      Nucleic Scids Res. Symp. Ser. 50

      ページ: 245-246

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Amount changes of tRNA modification enzymes in Thermus thermophilus HB8 cells according to culture temperatures.2006

    • 著者名/発表者名
      C.Iwashita
    • 雑誌名

      Nucleic Scids Res. Symp. Ser. 50

      ページ: 247-248

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hetero subunits assembly study of RNA modification enzyme by wheat germ cell-free translation system2006

    • 著者名/発表者名
      K.Matsumoto
    • 雑誌名

      IEEE : Micro-NanoMechatronics and Human Science 2006

      ページ: 355-360

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The substrate specificity of tRNA (m^1G37) methyltransferase (TrmD) from Aquifex aeolicus.2006

    • 著者名/発表者名
      H.Takeda
    • 雑誌名

      Genes To Cells 11

      ページ: 1353-1365

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Functional categorization of the conserved basic amino acid residues in TrmH [tRNA (Gm18) methyltansferase] enzymes.2006

    • 著者名/発表者名
      K.Watanabe
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 281

      ページ: 34630-34639

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The core domain of Aquifex aeolicus tRNA (m^7G46) methyltransferase has the methyl- transfer activity to tRNA.2006

    • 著者名/発表者名
      C.Tomikawa
    • 雑誌名

      Nucleic Scids Res. Symp. Ser. 50

      ページ: 245-246

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hetero subunits assembly study of RNA modification enzyme by wheat germ cell-free translation system.2006

    • 著者名/発表者名
      K.Matsumoto
    • 雑誌名

      IEEE : Micro-Nano Mechatronics

      ページ: 355-360

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The core domain of Aquifex aeolicus tRNA (m^7G46) methyltransferasehas the methyl-transfer activity to tRNA2006

    • 著者名/発表者名
      C.Tomikawa
    • 雑誌名

      Nucleic Scids Res. Symp. Ser. 50

      ページ: 245-246

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Hetero subunits assemply study of RNA modification enzyme by wheat germ cell-free translation system2006

    • 著者名/発表者名
      K.Matsumoto
    • 雑誌名

      IEEE : Micro-Nanomechatronics and Human Science 2006

      ページ: 355-360

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural change of tRNA (Gm18)methyltransferase by binding of methyl donor analogues2005

    • 著者名/発表者名
      K.Watanabe
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. Symp. Ser. 49

      ページ: 301-302

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A novel tRNA recognition mechanism of Aquifex aeolicus Trm1 [tRNA (<m^2>_2G26)methyltransferase]2005

    • 著者名/発表者名
      T.Awai
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. Symp. Ser. 49

      ページ: 303-304

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural change of tRNA (Gm18) methyltransferase by binding of methyl donor analogues.2005

    • 著者名/発表者名
      K.Watanabe
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. Symp. Ser. 49

      ページ: 301-302

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A novel tRNA recognition mechanism of Aquifex aeolicus Trm1 [tRNA (m^2_2G26) methyltransferase].2005

    • 著者名/発表者名
      T.Awai
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. Symp. Ser. 49

      ページ: 303-304

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural change of tRNA (Gm18) methyltransferase by binding of methyl donor analogues2005

    • 著者名/発表者名
      K.Watanabe, O.Nureki, S.Fukai, Y.Endo, H.Hori
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.Symp.Ser. 49

      ページ: 301-302

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A novel tRNA recognition mechanism of Aquifex aeolicus Trm1 [tRNA (m^2_2G26) methyltransferase]2005

    • 著者名/発表者名
      T.Awai, T.Takehara, H.Takeda, H.Hori
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.Symp.Ser. 49

      ページ: 303-304

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Detection of structural changes in a cofactor binding protein by using a wheat germ cell-free protein synthesis system coupled with unnatural amino acid probing.

    • 著者名/発表者名
      M.Abe
    • 雑誌名

      Proteins : Structure, Function and Bioinformatics (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] RNA recognition mechanism of eukaryote tRNA (m^7G46) methyltransferase (Trm8- Trm82 complex).

    • 著者名/発表者名
      K.Matsumoto
    • 雑誌名

      FEBS Lett (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Production of Hetero Subunits RNA Modification Enzyme by Wheat Germ Cell-Free Translation System

    • 著者名/発表者名
      K.Matsumoto
    • 雑誌名

      J. of Biotechnol (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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