| 研究課題/領域番号 |
17H03637
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造生物化学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
姚 閔 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (40311518)
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| 研究分担者 |
尾瀬 農之 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (80380525)
田中 良和 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20374225)
加藤 公児 北海道大学, 先端生命科学研究院, 助教 (30452428)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2017年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | Cys-tRNA(Cys) / transsulfursome / アミルアシルtRNA合成 / 間接合成経路 / Ｘ線結晶解析 / クライオ電子顕微鏡 / 小角散乱 / 結晶構造解析 / クライオ電顕解析 / 核酸 / 酵素 / ｃys-tRNA(cys) / Ｘ線結晶構造解析 / 間接合成 / アミノアシルtRNA合成 / 構造解析 |
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| 研究成果の概要 |
タンパク質が遺伝暗号通りに正しく翻訳されるためには，原料となるアミノアシルtRNA(aa-tRNA)が正確に合成されている必要がある．その合成役割を担うのが合成酵素(aaRS)である．しかし，メタン生成古細菌では，transsulfursomeと呼ばれる３者複合体（SepRS、SepCys、SepCysS）がCys-tRNA(Cys)の合成を行う．
本研究では，私達はＸ線結晶構造解析法，Ｘ線小角散乱法，電子顕微鏡観察，生化学的手法を用いてtranssulfursomeとtRNA から成る４者複合体の構造・機能解析によって，Cys-tRNA(Cys)合成の動的なプロセスの分子機構を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
transsulfursomeは，aaRS誕生の足跡に残そた化石酵素である。得られた分子機構は遺伝暗号に関わる酵素の誕生と進化の理解を大きく前進させると期待できる．
また、リンカーで繋がった３つのドメインが異なる分子にそれぞれ結合して複雑な反応を可能にする本システムは，簡単な系からより複雑な系へ進化する過程の理解も前進させた.
さらに、リン酸化セリンを部位特異的にタンパク質に導入する技術は，ヒトの病気と密接に関係する研究にとって非常に重要であり，transsulfursomeの作用機序の解明は「タンパク質へのリン酸化セリンの自在な取り込み」を達成する上で非常に大きな一歩になる．
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