ピロリジル転移リボ核酸合成酵素を利用した非天然型アミノ酸の蛋白質への導入

• 研究課題/領域番号: 21550167
• 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: 生体関連化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 柳沢 達男 独立行政法人理化学研究所, システム研究チーム, 研究員 (10450420)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: バイオテクノロジー / 非天然型アミノ酸 / タンパク質 / クロスリンカー / ケミカルバイオロジー / 翻訳 / ピロリジン / アミノアシルtRNA合成酵素 / tRNA / 翻訳後修飾 / アミノアシル-tRNA合成酵素 / 有用性官能基 / ピロリジル-tRNA合成酵素

研究概要

研究代表者はピロリジルtRNA合成酵素(PylRS)/tRNA^<Pyl>システムを用いて新規のクロスリンカー含有リジン誘導体、TmdZLysをタンパク質に部位特異的に導入することに成功した。従来のクロスリンカー含有アミノ酸に比べて、TmdZLysを導入したタンパク質は細胞内ターゲットであるタンパク質と広い範囲でUVクロスリンクが可能であった。TmdZLys導入系を用いてタンパク質間相互作用ネットワークを解明することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] (2012)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa, T., Hino, N., Iraha, F., Mukai, T., Sakamoto, K., Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Mol. BioSyst 巻: 8 ページ: 1131-1135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wade-range protein photo-crosslinking achieved by a genetically encoded N^ε-(benzyloxycarbonyl) lysine derivative with a diazirinyl moiety (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagisawa, N. Hino, F. Iraha, T. Mukai, K. Sakamoto, S. Yokoyama
  • 雑誌名: Mol. Bio Syst. 巻: 8 号: 4 ページ: 1131-1135
  • DOI: 10.1039/c2mb05321g
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: Mukai, T., Yanagisawa, T., Ohtake, K., Wakamori, M., Adachi, J., Hino, N., Sato, A., Kobayashi, T., Hayashi, A., Shirouzu, M., Umehara, T., Yokoyama, S., Sakamoto, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 411 ページ: 757-761
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic-code evolution for protein synthesis with non-natural amino acids (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Mukai, T. Yanagisawa, K. Ohtake, M. Wakamori, J. Adachi, N. Hino, A. Sato, T. Kobayashi, A. Hayashi, M. Shirouzu, T. Umehara, S. Yokoyama, K. Sakamoto
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm. 巻: 411 ページ: 757-761
  • 査読あり
• [雑誌論文] A paralog of lysyl-tRNA synthetase aminoacylates a conserved lysine residue in translation elongation factor P (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagisawa. T. Sumida, R. Ishii, C. Takemoto, S. Yokoyama
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol. 巻: 17 ページ: 1136-1143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallizaton and preliminary X-ray crystallographic study of GenX, a lysyl-tRNA synthetase paralogue from Escherichia coli, in complex with translation elongation factor P (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Sumida, T. Yanagisawa, R. Ishii, S. Yokoyama
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commn. 巻: 66 ページ: 1115-1119
  • 査読あり
• [学会発表] 終止コドンUAGがセンス・コドンに再定義された大腸菌株を用いた非天然型アミノ酸のタンパク質への導入 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂本健作、安達仁朗、若森昌聡、白水美香子、梅原崇史、柳沢達男、向井崇人、横山茂之
  • 学会等名: 第6回無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] 転移RNAを擬態する大腸菌翻訳因子EF-Pのアミノアシル化修飾 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柳沢達男、澄田智美、石井亮平、竹本千重、横山茂之
  • 学会等名: 第5回細菌学若手コロッセウム
  • 発表場所: 高知県高知市
• [学会発表] 終止コドンUAGがセンス・コドンに再定義された大腸菌株を用いた非天然型アミノ酸のタンパク質への導入 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂本健作、安達仁朗、若森昌聡、白水美香子、梅原崇史、柳沢達男、向井崇人、横山茂之
  • 学会等名: 第6回無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 兵庫県姫路市
• [学会発表] 大腸菌、昆虫細胞、動物細胞を用いた非天然型アミノ酸のタンパク質への部位特異的導入法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂本健作、向井崇人、大竹和正、伊良波史枝、林明子、佐藤文、樋野展正、柳沢達男、脇山素明、横山茂之
  • 学会等名: 第10回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] Escherichia coli translation elongation factor P (EF-P) is lysylated by GenX/PoxA/YjeA, a paralog of lysyl-tRNA synthetase, and YjeK (2010)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Yanagisawa. Tomomi Sumida, Ryohei Ishii, Chie Takemoto, Shigeyuki Yokoyama
  • 学会等名: Ribosomes2010
  • 発表場所: イタリア/オルビエート
• [学会発表] リジル-tRNA合成酵素パラログGenX/PoxA/YjeA、およびYjeKによる翻訳因子EF-Pの翻訳後修飾 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柳沢達男、澄田智美、石井亮平、竹本千重、横山茂之
  • 学会等名: 日本RNA学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 大腸菌、昆虫細胞、動物細胞を用いた非天然型アミノ酸のタンパク質への部位特異的導入法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂本健作、向井崇人、大竹和正、伊良波史枝、林明子、佐藤文、樋野展正、柳沢達男、脇山素明、横山茂之
  • 学会等名: 日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Structural bases of specific generation of amino-acid ligated tRNAs and proteins (2010)
  • 著者名/発表者名: Shun-ichi Sekine、Takuhiro Ito、Tatsuo Yanagisawa、Shigeyuki Yokoyama
  • 学会等名: 国際核酸化学シンポジウム (ISNAC-2010)
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 翻訳後修飾アミノ酸のタンパク質への部位特異的導入 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂本健作、小林隆嗣、柳沢達男、横山茂之
  • 学会等名: 第4回無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2009-11-16
• [図書] 化学と生物 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柳沢達男、澄田智美、横山茂之
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 転移RNAを擬態する大腸菌翻訳因子EF-Pのアミノアシル化修飾-抗菌薬ターゲットとしての可能性に期待-
• [図書] Photon Factory Activity Report Research Highlights 2010 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagisawa, T. Sumida, S. Yokoyama
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: The Crystal Structure of Translation Elongation Factor P (EF-P) Complexed with An Aminoacyl-tRNA Synthetase Paralog, GenX, Reveals that EF-P Functionally Mimics Transfer RNA
• [図書] SPring-8 Research Frontiers 2010 (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yanagisawa, T. Sumida, S. Yokoyama
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: Structure and function of a protein mimicking transfer RNA revealed from the structure of translation elongation factor P complexed with an aminoacyl-tRNA synthetase paralog, GenX.
• [図書] SPring-8 Research Frontiers 2010 : Structure and Function of a Protein Mimicking transfer RNA Revealed from the Structure of Translation Elongation Factor P Complexed with an Aminoacyl-tRNA Synthetase Paralog, GenX (2011)
  • 著者名/発表者名: 柳沢達男、澄田智美、横山茂之
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: SPring-8
• [図書] ライフサイエンス新着論文レビュー:リジル-tRNA合成酵素パラログGenX-YjeKシステムによる翻訳因子EF-Pのリジル化修飾 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柳沢達男、横山茂之
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: ライフサイエンス統合データベースセンター
• [図書] RIKEN Research : Copycat protein finds a perfect match核酸と瓜二つのタンパク質 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柳沢達男、澄田智美、横山茂之
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 理化学研究所
• [産業財産権] 新規な非天然型アミノ酸、及びその利用(N^ε-(p-trifluoromethyldia zirinylbenzyloxycarbonyl)-lysine) (2011)
  • 発明者名: 横山茂之、坂本健作、柳沢達男、樋野展正、伊良波史枝
  • 権利者名: 横山茂之、坂本健作、柳沢達男、樋野展正、伊良波史枝
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2011-11-18
• [産業財産権] 新規非天然型アミノ酸とその応用に関する研究: N(epsilin)-(p-trifluoromethyldiazirinylbenzylo xycarbonyl) lysine
  • 発明者名: Yokoyama, S., Sakamoto, K., Yanagisawa, T., Hino, N., F. Iraha
  • 権利者名: Yokoyama, S., Sakamoto, K., Yanagisawa, T., Hino, N., F. Iraha