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ペプチドとの複合化とRNAモチーフの創成によるモチーフ集積型RNA酵素の機能創発

公募研究

研究領域分子ナノシステムの創発化学
研究課題/領域番号 23111717
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 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

井川 善也  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70281087)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードリボザイム / RNA / バイオモチーフ / RNA結合ペプチド / RNAレセプター
研究実績の概要

RNAは生体内で最も多機能な高分子であり、タンパク質との複合化により、その機能と構造はさらに高度化する。本課題では、H21-22年度の本領域での成果を基盤に、リボソーム(2009年ノーベル化学賞受賞)に代表されるRNA-蛋白質複合体(RNP)の機能構造の構築原理とその進化の実証的解明を目指す。「RNA酵素(リボザイム)」を素材とし、ペプチド・モチーフとの複合化による機能向上、および新規RNAバイオモチーフの進化的創製を行う。具体的な2課題として、課題[1] ペプチド因子の組み込みによるモジュール集積型リボザイムの高機能化、課題[2] モジュール集積型リボザイムを用いた新規RNAバイオモチーフの進化工学による創成、を並行して実施した。H24年度は、課題[1]について、天然のRNA構造体をプラットフォームに用い、コンピュータモデリングによる分子設計と、新規なペプチド因子の化学合成、設計したリボザイムRNAの合成を行い、新規なペプチド連結反応を促進するリボザイムの性能を評価した。その結果、顕著なシングルターンオーバー条件化での反応促進と、一定の多重ターンオーバー化での促進効果を見いだした。だたしその効果については基質ペプチドの種類によって程度に差があった。課題[2]について、昨年度に機能解析を終了したGAACループを認識する新規RNAバイオモチーフの構造解析を生化学的に行った。その結果、新規モチーフは、当初予想した柔らかなinduced-fit型の分子認識でなく、pre-organizeした比較的硬い構造を有する事を見いだした。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] An in vitro-Selected RNA Receptor for the GAAC loop : Modular Receptor for Non-GNRA-Type Tetraloop2013

    • 著者名/発表者名
      Junya Ishikawa
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: (in press) 号: 6 ページ: 3748-3759

    • DOI

      10.1093/nar/gkt040

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A two-piece derivative of a group I intron RNA as a platform for designing self-assembling RNA templates to promote peptide ligation2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, H. Furuta & Y. Ikawa
    • 雑誌名

      J. Nucleic Acids

      巻: vol. 2012 ページ: 10-10

    • DOI

      10.1155/2012/305867

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RNA立体構造のボトムアップ構築とリボザイム・リボスイッチの人工改変2012

    • 著者名/発表者名
      田中貴大、古田弘幸、井川善也
    • 雑誌名

      Antisense

      巻: 16 ページ: 13-23

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Functional roles of a tetraloop/receptor interacting module in a cyclic-di-GMP riboswitch2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Fujita, T.Tanaka, H.Furuta, Y.Ikawa
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng.

      巻: 113 号: 2 ページ: 141-145

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2011.10.004

    • NAID

      110009418659

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trans-acting RNAs as molecular probes for monitoring time-dependent structural change of an RNA complex adapting two structures2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, H.Furuta, Y.Ikawa
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng.

      巻: 111 号: 3 ページ: 370-376

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2010.11.007

    • NAID

      110008593171

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Turnover Ability of a Designed RNA Acting as a Template for Chemical Peptide Ligation2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yamashita, N.Kashiwagi, H.Furuta, Y.Ikawa
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 75 号: 10 ページ: 2021-2024

    • DOI

      10.1271/bbb.110255

    • NAID

      130001257631

    • ISSN
      0916-8451, 1347-6947
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] An in vitro-selected RNA receptor for the GAAC loop: The first modular receptor for non-GNRA-type tetraloop2013

    • 著者名/発表者名
      井川 善也
    • 学会等名
      2nd Meeting on RNA and Biofunctions-Asia Study
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2013-01-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2分子型グループIイントロンを用いた自己組織型ペプチド連結鋳型2012

    • 著者名/発表者名
      田中貴大・古田弘幸・井川善也
    • 学会等名
      第6回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 2分子型TetrahymenaグループIイントロンを基盤とするペプチド連結システムの構築2012

    • 著者名/発表者名
      田中貴大・古田弘幸・井川善也
    • 学会等名
      第14回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-07-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Modular Engineering of a RNA molecular switch controlled by c-diGMP2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiya Ikawa
    • 学会等名
      RNAアジア会議(RNA Asia Studies)
    • 発表場所
      台北(台湾)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 人工RNA創製における二刀流のススメ:分子デザインと進化工学2011

    • 著者名/発表者名
      井川善也
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会第23回サマースクール
    • 発表場所
      広島(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Functional roles of a conserved GAAA/receptor interaction in a cyclic di-GMP riboswitch2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiya Ikawa, et al
    • 学会等名
      RNA 2011
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2011-06-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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