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ポリペプチド鎖合成におけるレアコドンによる正の折り畳み制御機構の検討

公募研究

研究領域新生鎖の生物学
研究課題/領域番号 15H01549
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

鵜澤 尊規  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 専任研究員 (60554376)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード金属錯体 / 進化分子工学 / レアコドン / 西洋ワサビペルオキシターゼ / 西洋わさびペルオキシターゼ / 封入体
研究実績の概要

本申請研究は大腸菌の封入体に蓄積するタンパク質に注目し、このようなタンパク質のリボソーム上での折り畳みを調べることで、新生鎖の構造形成に何が決定的な役割を果たしているのを知ることを目的として研究を進めた。具体的には、西洋わさびペルオキシターゼの西洋ワサビ中の核酸供与体のコドンの使用頻度と大腸菌内のコドンの使用頻度が異なるために、翻訳の速度が変化し正しく折り畳むことができなくなるのではないかと考え、西洋ワサビ中のコドン使用頻度に合せたコドンの改変を行った。この配列を使って無細胞翻訳系で西洋ワサビペルオキシターゼの翻訳を行った。合成された西洋ワサビペルオキシターゼの活性は非常に低く、ほとんどが不溶性となった。並行して、レアコドンによる翻訳の遅延が実際にリボソーム上での構造形成に影響を及ぼしているのかを直接観察することを目指して、天然のアミノ酸と同様に蛍光性アミノ酸をリボソームによる翻訳によってタンパク質に導入する手法の開発を進めた。具体的には、蛍光性アミノ酸が薬剤耐性遺伝子に取り込まれると大腸菌が生き残るというスクリーニング系を使い、tRNAに修飾できる新規アミノアシルtRNA合成酵素の変異体の作成を試みた。大腸菌内における蛍光性アミノ酸のタンパク質への取り込みを示唆するデータは得られていたもののtRNA合成酵素の単離精製には至らなかった。別の手法として、金属錯体の配位子を非天然アミノ酸としてタンパク質に導入し、翻訳後に金属を配位させて蛍光を発するようにした系の構築を進めた。具体的には、特定のペプチド配列がこのような選択性を持っていると仮定してセレクションを行い、得られたペプチド配列が実際に金属イオンと結合し蛍光を発することを確認した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Selection of Ru(bpy)32+ motifs from a randomized peptide library2016

    • 著者名/発表者名
      Karimi, Tada, Minagawa, Hirose, Ito, Uzawa
    • 学会等名
      54回生物物理学会年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場、茨木県つくば市
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Incorporation of fluorescent amino acid for lifetime FRET2016

    • 著者名/発表者名
      Uzawa
    • 学会等名
      生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県、金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Selection of Ru(bpy)32+ motifs from a randomized peptide library2016

    • 著者名/発表者名
      2.Karimiavargani, Minagawa, Hirose, Ito, and Uzawa
    • 学会等名
      生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県、金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Selection of Ru(bpy)32+ motifs from a randomized peptide library2016

    • 著者名/発表者名
      Karimi, Tada, Minagawa, Hirose, Ito, Uzawa
    • 学会等名
      Nascent chain biology meeting
    • 発表場所
      Fuji Lake hotel、山梨県南都留郡
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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