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鋳型非依存性RNA合成酵素の分子機構、進化の分子的基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 17687010
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 構造生物化学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

富田 耕造  産業技術総合研究所, 生物機能工学研究部門, 研究グループ長 (00345274)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
30,420千円 (直接経費: 23,400千円、間接経費: 7,020千円)
2007年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2006年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2005年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
キーワードRNA / 構造解析 / 反応機構 / 鋳型非依存的 / 複合体 / 酵素反応 / 合成 / RNA合成 / 鋳型非依存性 / ダイナミックス
研究概要

鋳型非依存的RNA合成酵素であるCCA付加酵素は核酸性の鋳型を用いることなく,定まった配列を定まったRNAプライマーに付加/合成するという点で非常にユニークな酵素である。我々は,昨年度,古細菌由来のCCA付加酵素がCCA配列を合成する過程,すなはち,合成開始,伸長,終結にいたるすべての状態のスナップショットのX線結晶構造解析,生化学的解析を行ない,世界に先駆けてCCA付加酵素によるCCA付加反応の動画の作製に成功し,30年来の謎を解明した。今年度は,さらに古細菌由来のCCA付加酵素が正しい配列が合成されたか,否かを確認するProofreadingの機構の解析を行なった。3'末端に変異を導入したRNAとCCA付加酵素の複合体,合計11種類のX線結晶構造解析,さらに変異体RNAを用いた生化学的解析をとおして,ユニークなProofreadingの分子機構が明らかになった。CCA付加酵素は,最初のヌクレオチドが間違って付加されても,そのヌクレオチドの確認を行なわず,次の2番目のヌクレオチド付加の反応を行なってしまう。しかしながら,2番目の付加反応が進行し,最後のヌクレオチドの付加を行なう時に,最初と2番目に付加されたヌクレオチドの配列を確認し,3'末端領域配列がCCA以外のものを合成できないにしていることが明らかになった。この最後の段階での"Proofreading"機構は,酵素が活性型の閉じた構造をとっており,RNAの最初のヌクレオチドが酵素のべーターターンとWatson-Crick用水素結合をし,かつ2番目のヌクレオチドの大きさと,02の有無によって行なわれていることが明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] tRNAを使うリボソームによらないアミノ酸付加反応2008

    • 著者名/発表者名
      渡辺 和則 富田 耕造, 他
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 (共立出版) (掲載決定;平成20年6月22日号)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Protein-based peptide-bond formation by amhloacyl-tRNA protein transferase2007

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, K. Tomita, K., et. al.
    • 雑誌名

      Nature 449

      ページ: 867-871

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Animated crystallography of genetic code translation2007

    • 著者名/発表者名
      Tomita, K., et. al.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Symposium Series 51

      ページ: 101-102

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 鋳型を用いないRNA合成おける動的分子基盤の解明2007

    • 著者名/発表者名
      富田 耕造, 他
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 (共立出版) 52

      ページ: 784-794

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] タンパク質合成を支えるtRNAの成熟化2007

    • 著者名/発表者名
      富田 耕造
    • 雑誌名

      生化学 (日本生化学会) 79

      ページ: 222-228

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] RNAの3'末端修復の分子メカニズム2007

    • 著者名/発表者名
      富田耕造
    • 雑誌名

      実験医学 (羊土社) 25

      ページ: 13-18

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] タンパク質合成を支えるtRNAの成熟化2007

    • 著者名/発表者名
      富田耕造
    • 雑誌名

      生化学 (日本生化学会) 79

      ページ: 222-228

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Complete crystallographic analysis of the dynamics of CCA sequence addition.2006

    • 著者名/発表者名
      Tomita K, Ishitani R, Fukai S, Nureki O.
    • 雑誌名

      Nature 443

      ページ: 700-7004

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal structures of leucyl/phenylalanyl-tRNA-protein transferase and its complex with an aminoacyl-tRNA analog.2006

    • 著者名/発表者名
      Suto K, Shimizu Y, Watanabe K, Ueda T, Fukai S, Nureki O, Tomita K.
    • 雑誌名

      EMBO J. 25

      ページ: 5942-5950

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 転移RNA成熟化プロセス tRNAの末端へのヌクレオチド付加とエディティングの分子機構の類似性2005

    • 著者名/発表者名
      富田 耕造
    • 雑誌名

      実験医学 月刊(羊土社) Vol.23

      ページ: 1875-1875

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 鋳型を用いないRNA合成の動的反応分子基盤2008

    • 著者名/発表者名
      富田 耕造
    • 学会等名
      千里ライフサイエンス振興財団
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-02-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular basis for peptide-bond formation by an aminoacyl-tRNA protein transferase2007

    • 著者名/発表者名
      渡辺 和則, 富田 耕造, 他
    • 学会等名
      国際tRNAワークショップ
    • 発表場所
      スウェーデン
    • 年月日
      2007-11-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] アミノナシルtRNA蛋白質転移酵素によるペプチド結合機構の解明2007

    • 著者名/発表者名
      渡辺 和則, 富田 耕造, 他
    • 学会等名
      日本RNA学会-若手の会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2007-09-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular basis for peptide-bond formation by an aminoacy-tRNA protein transferase2007

    • 著者名/発表者名
      渡辺 和則, 富田 耕造, 他
    • 学会等名
      曰本RNA学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2007-07-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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