ｔＲＮＡ再生酵素－基質複合体のＸ線結晶構造解析

• 研究課題/領域番号: 24770093
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 伊東 孝祐 新潟大学, 自然科学系, 助教 (20502397)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: ｔRNA再生酵素 / ペプチジルtRNA / 翻訳 / X線結晶構造解析 / tRNA再生 / リボソーム / ストール / 酵素基質複合体

研究成果の概要

tRNA再生酵素は、翻訳が正常に終了しなかった際に生じるペプチジルtRNAを、ペプチドとtRNAに分離してtRNAを正常にリサイクルさせる役割を担う。本研究で我々は、tRNA再生酵素とtRNAのCCA-acceptor-TΨCドメイン (tRNA再生酵素が認識する基質のtRNA部位領域) との複合体の結晶構造を決定した。その結果、我々は塩基配列が様々であるtRNAの認識を、1種類のtRNA再生酵素で行える構造基盤を明らかにした。さらに我々は、得られた立体構造と酵素学的な機能解析結果、およびドッキングシミュレーションにより、tRNA再生酵素:Peptidyl-tRNA複合体モデルを構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular insights into the interaction of the ribosomal stalk protein with elongation factor 1α. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito, K., Honda, T., Suzuki, T., Miyoshi, T., Murakami, R., Yao, M., and Uchiumi T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 42 号: 22 ページ: 14042-14052
  • DOI: 10.1093/nar/gku1248
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal structure of α-amylase from Oryza sativa molecular insights into enzyme activity and thermostability (2014)
  • 著者名/発表者名: Akihito OCHIAI, Hiroshi SUGAI, Kazuki HARADA, Seiya TANAKA, Yohei ISHIYAMA, Kosuke ITO, Takaaki TANAKA, Toshio UCHIUMI, Masayuki TANIGUCHI, Toshiaki MITSUI
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution structure of human P1-P2 heterodimer provides insights into the role of eukaryotic stalk in recruiting the ribosome-inactivating protein trichosanthin to the ribosome (2013)
  • 著者名/発表者名: Lee, K.M., Yusa, K., Chu, L.O., Yu, C.W., Oono, M., Miyoshi, T., Ito, K., Shaw, P.C., Wong, K.B., and Uchiumi, T
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 41 号: 18 ページ: 8776-8787
  • DOI: 10.1093/nar/gkt636
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of peptidyl-tRNA hydrolase from Thermus thermophilus HB8 (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, A.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 巻: 69 号: 3 ページ: 332-335
  • DOI: 10.1107/s1744309113003424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Chimeric Ribosomal Stalk Complexes from Eukaryotic and Bacterial Sources: Structural Features Responsible for Specificity of Translation Factors. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, M., Kitamyo, M., Miyoshi, T., Ito, K., and Uchiumi T.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 17 ページ: 273-284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the substrate recognition and catalysis of peptidyl-tRNA hydrolase (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito, K. 他
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 40 号: 20 ページ: 10521-10531
  • DOI: 10.1093/nar/gks790
  • 査読あり
• [学会発表] 立体構造解析に基づいたペプチジル tRNA 加水分解酵素の酵素学的機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上原祐二、伊東孝祐、村上僚、松本愛弥、三好智博、清水義宏、竹本千重、横川隆志、上田卓也、内海利男
  • 学会等名: 第9回 無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 大阪大学医学部 銀杏会館 （大阪）
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-09
• [学会発表] 好熱性古細菌翻訳因子によるin vitro翻訳系の確立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 隆寛, 本田 貴嘉, 村上僚、佐藤 駿平, 三好智博、伊東 孝祐, 内海 利男
  • 学会等名: 日本Archaea研究会
  • 発表場所: 東京工業大学 東京
• [学会発表] Peptidyl-tRNA hydrolase の基質認識および触媒反応の構造基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊東 孝祐, 村上 僚, 望月 正弘, 斉 浩, 清水 義宏, 三浦 謹一郎, 上田 卓也, 内海 利男
  • 学会等名: 日本RNA学会年会
  • 発表場所: 新潟大学 新潟
• [学会発表] リボトキシン作用に関与するリボソーム P1/P2 ダイマーの柔軟な機能構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遊佐 和之, 三好 智博, Ka-Ming Lee, Lai-On Chu, Conny Wing-Heng Yu, 大野 萌, 伊東 孝祐, Pang-Chui Shaw, Kam-Bo Wong, 内海 利男
  • 学会等名: 無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 新潟大学 新潟
• [学会発表] ハイブリッドリボソームを用いた古細菌翻訳伸長因子によるin vitro ペプチド鎖伸長反応系の構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 隆寛, 三好 智博, 村上 僚, 佐藤 駿平, 伊東 孝祐, 内海 利男
  • 学会等名: 無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 新潟大学 新潟
• [学会発表] Structural analysis of the archaeal translation initiation factor 5B in complex with ribosomal stalk protein P1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryo Murakami, Kosuke Ito, Tomohiro Miyoshi and Toshio Uchiumi
  • 学会等名: Official invitation to the 3rd INTERNATIONAL CONGRESS ON NATURAL SCIENCES WITH SISTERHOOD UNIVERSITIES (ICNS 2013)
  • 発表場所: Niigata Univ. Niigata
• [学会発表] 真核生物リボソームストークタンパク質のC末端領域におけるリン酸化が及ぼす翻訳反応への影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小野塚美穂，馬場健太朗，三好智博，伊東孝祐，内海利男
  • 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 神戸
• [学会発表] 古細菌リボソームストークタンパク質aP1ダイマーは二種類の翻訳伸長因子 aEF-1a/aEF-2 を同時に結合する (2012)
  • 著者名/発表者名: 本田貴嘉、間瀬透、伊東孝祐、内海利男
  • 学会等名: 第14回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 東北大学百周年記念会館・川内萩ホール 仙台
• [学会発表] Peptidyl-tRNA hydrolase の基質認識および触媒反応の構造基盤 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊東 孝祐, 村上 僚, 望月 正弘, 斉 浩, 清水 義宏, 三浦 謹一郎, 上田 卓也, 内海 利男
  • 学会等名: 第7回 無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 愛媛大学 松山
• [学会発表] ヒトリボソームP0/P1/P2ストークタンパク質が共有するC末端部位の翻訳伸長因子eEF-1α/eEF-2との相互作用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野塚 美穂, 馬場 健太朗, 三好 智博, 伊東 孝祐, 内海 利男
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場, マリンメッセ福岡 博多
• [学会発表] Peptidyl-tRNA hydrolaseの基質認識および触媒反応の構造基盤 (2012)
  • 著者名/発表者名: 伊東 孝祐, 村上 僚, 望月 正弘, 斉 浩, 清水 義宏, 三浦 謹一郎, 上田 卓也, 内海 利男
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場, マリンメッセ福岡 博多
• [学会発表] 動物リボソームstalkタンパク質のhinge領域はリボトキシンの効率的作用に不可欠である (2012)
  • 著者名/発表者名: 遊佐 和之, 大野 萌, 三好 智博, 伊東 孝祐, 内海 利男
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場, マリンメッセ福岡 博多
• [学会発表] ハイブリッドリボソームを用いた古細菌翻訳因子によるin vitroペプチド鎖伸長反応系の構築：aEF-1βによるaEF-1αとaP1ストーク間相互作用調節 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 隆寛, 本田 貴嘉, 佐藤 駿平, 伊東 孝祐, 内海 利男
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場, マリンメッセ福岡 博多
• [学会発表] 立体構造に基づくペプチジル tRNA 分解酵素の酵素学的機能解析
  • 著者名/発表者名: 村上僚、伊東孝祐、望月正弘、斉浩、清水義宏、三浦謹一郎、上田卓也、内海利男
  • 学会等名: 第53回新潟生化学懇話会
  • 発表場所: 新潟大学 新潟
• [学会発表] T. thermophilusペプチジルtRNA加水分解酵素のX線結晶構造解析
  • 著者名/発表者名: 松本愛弥、伊東孝祐、竹本千重、内海利男
  • 学会等名: 第53回新潟生化学懇話会
  • 発表場所: 新潟大学 新潟
• [学会発表] リボトキシンによるリボソーム不活性化作用への動物リボソームstalkタンパク質の関与
  • 著者名/発表者名: 遊佐和之、三好智博、Ka-Ming Lee、大野萌、伊東孝祐、Kam-Bo Wong、内海利男
  • 学会等名: 第53回新潟生化学懇話会
  • 発表場所: 新潟大学 新潟
• [備考] 内海・伊東研究室HP
  • URL: http://www.sc.niigata-u.ac.jp/biologyindex/uchiumi-ito/index.html