遺伝暗号拡張による生体内でのビオシチンのタンパク質導入

• 研究課題/領域番号: 24710231
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: システムゲノム科学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 楳原 琢哉 東京理科大学, 基礎工学部, 助教 (00415548)
• 研究協力者: 柳沢 達男
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 非天然アミノ酸 / タンパク質翻訳 / tRNA / ピロリジン

研究成果の概要

ピロリジル-tRNA合成酵素(PylRS)/ピロリジンtRNAペアは様々な生物種のアミノアシル-tRNA合成酵素やtRNAと直交性をもつことから、タンパク質中に非天然アミノ酸を導入するシステムの親分子として注目されている。そこで本研究では大腸菌内でビオチン化リジンをタンパク質に導入し、ビオチン標識したタンパク質を生産するシステムの構築を目指した。飽和変異を導入したPylRSライブラリのin vivo選択やドッキングモデルによるPylRS変異体を用いた解析を行った結果、システムの構築にはPylRSの大規模な改変が必要であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a Functionally Minimized Mutant of the R3C Ligase Ribozyme Offers Insight into the Plausibility of the RNA World Hypothesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, E., Uchida, S., Umehara, T. and Tamura, K.
  • 雑誌名: Biology 巻: 3 号: 3 ページ: 452-465
  • DOI: 10.3390/biology3030452
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Proline might have been the first amino acid in the primitive genetic code (2014)
  • 著者名/発表者名: 2. Komatsu, R., Sawada, R., Umehara, T. and Tamura, K.
  • 雑誌名: J. Mol. Evol. 巻: 78 号: 6 ページ: 310-312
  • DOI: 10.1007/s00239-014-9629-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pyrrolysyl-tRNA synthetase variants reveal ancestral aminoacylation function. (2013)
  • 著者名/発表者名: Jae-Hyeong Ko, Yane-Shih Wang, Akiyoshi Nakamura, Li-Tao Guo, Dieter Soll and Takuya Umehara
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 587 号: 19 ページ: 3243-3248
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.08.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycols modulate terminator stem stability and ligand-dependency of a glycine riboswitch (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamachi, K., Hayashi, H., Shimamura, M., Yamaji, Y., Kaneko, A., Fujisawa, A., Umehara, T. and Tamura, K
  • 雑誌名: BioSystems 巻: 113 号: 2 ページ: 59-65
  • DOI: 10.1016/j.biosystems.2013.05.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-enhancement of hepatitis C virus replication by promotion of specific sphingolipid biosynthesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirata Y, Ikeda K, shimotohno K, et al.,
  • 雑誌名: PLoS Pathog 巻: PLoS Pathog 号: 8 ページ: e1002860-e1002860
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1002860
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA tetraplex as a primordial peptide synthesis scaffold (2012)
  • 著者名/発表者名: Umehara, T., Kitagawa, T., Nakazawa, Y., Yoshino, H., Nemoto, R. and Tamura, K
  • 雑誌名: BioSystems 巻: 109 号: 2 ページ: 145-150
  • DOI: 10.1016/j.biosystems.2012.03.003
  • 査読あり
• [学会発表] 脂質を用いたヌクレオチドの非酵素的重合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松村 慎太郎, 楳原 琢哉, 田村 浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] アロフェンを用いたヌクレオチドの重合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻井 陽平, 樗木 政裕, 楳原 琢哉, 田村 浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Nanoarchaeum equitans由来グリシルtRNA合成酵素の原始型の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤沢 有磨, 土岐 梨彩子, 楳原 琢哉, 田村 浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] R3C ligase ribozymeの反応機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内田 小百合, 楳原 琢哉, 田村 浩二, 栗原 絵梨
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 原始アミノ酸を用いたβシートの形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 澤田 理沙, 楳原 琢哉, 田村 浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] tRNA結合タンパク質 (Trbp) に結合するRNAアプタマーの取得 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大森 千里, 楳原 琢哉, 田村 浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] グアニン四重鎖を足場としたアミノアシルミニヘリックスによるペプチド結合生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 富岡 慎忠, 楳原 琢哉, 田村 浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] キャピラリー電気泳動を用いた核酸・アミノ酸重合の分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長坂 倫, 楳原 琢哉, 田村 浩二
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Evolutionary process of tRNA and riboswitches (2014)
  • 著者名/発表者名: Hamachi, K., Umehara, T. and Tamura, K
  • 学会等名: Origins 2014
  • 発表場所: Nara Prefecture New Public Hall
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
• [学会発表] tRNAとリボスイッチから見たRNAの進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜地 心、楳原琢哉、 田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第39回学術講演会
  • 発表場所: 広島修道大学
• [学会発表] 新規アミノアシル化法を用いたin vitro 非天然タンパク質創製法の最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 那須元太郎、楳原琢哉、田村浩二、上田 淳
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Nanoarchaeum equitans 由来MetRSのtRNA結合機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子明弘、山本太郎、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 原始環境下におけるリボソームモデルの探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川端 舞、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] R3C ligase ribozymeの反応機構と最小活性単位の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 栗原絵梨、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Nanoarchaeum equitans由来フェレドキシンの構造と進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野呂雄樹、篠塚晃一郎、岩崎俊雄、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Domain structures and evolution of tRNA, aminoacyl tRNA synthetases, and riboswitches (2013)
  • 著者名/発表者名: Kokoro Hamachi, Takuya Umehara, and Koji Tamura
  • 学会等名: AARS2013 2013 9th International Symposium on Aminoacyl-tRNA Synthetases
  • 発表場所: The Prince Hakone
• [学会発表] Evolution of riboswitches conjectured from a glycine-independent glycine riboswitch (2013)
  • 著者名/発表者名: Kokoro Hamachi, Takuya Umehara, Koji Tamura
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] グリシン非依存的グリシンリボスイッチから見たリボスイッチの進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地心、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] 鋳型非依存的RNAの重合における触媒物質の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松村慎太郎、根本遼平、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] グリコールがグリシンリボスイッチのグリシン依存性を変調する (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 心、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] アセチルリジル-tRNA 合成酵素の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] ナノ古細菌チロシルtRNA合成酵素によるtRNATyrのチロシル化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤沢有麿、堀越達也、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] 大腸菌遺伝暗号拡張によるリン酸化セリン導入タンパク質の生産 (2012)
  • 著者名/発表者名: 楳原琢哉、田村浩二、Dieter Soll
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA科学の現状と将来」
  • 発表場所: 東京理科大学