Invitro翻訳系の調製によるミトコンドリアの暗号解読機構の研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03044061
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡辺 公綱 東京大学, 工学部, 教授 (00134502)
• 研究分担者: 横川 隆志 東京工業大学, 生命理工学部, 助手 (90242304) ; 河合 剛太 東京大学, 工学部, 助手 (70211860) ; 上田 卓也 東京大学, 工学部, 助手 (80184927) ; 西川 一八 東京工業大学, 生命理工学部, 助教授 (60109262) ; LINDA Lucy S ノースカロライナ大学, 理学部, 教授
• キーワード: ミトコンドリア / In vitro翻訳系 / リボソーム / TRNA / 遺伝暗号変化 / 伸〓因子 / 開始因子 / NMR

研究概要

動物ミトコンドリアに見られる遺伝暗号変化(変則暗号)の要因と暗号の翻訳機構の解明を目的として、ミトコンドリアのIn vitro翻訳系の確立を目指し、ウシミトコンドリアのリボソーム、TRNA、翻訳に関わる酵素因子の調製とキャラクタリゼーションを行った。
渡辺・西川・上田・河合・横川のグループ(東大・東工大)は、遺伝子の塩基配列から異常な構造をとることが推測されていた、TRNAphe、TRNAmet、TRSAser(AGY)、TRNAser(UCN)を0.2〜1.5mg程度ウシ肝臓ミトコンドリアから調製し、それらの修飾塩基の同主と高次構造の検討を行った。TRNAmetのアンチコドン1字目の修飾塩基を5-ホルミル-シチジンと同主し(マススペクトル-ユタ大マクロスキー教授との共同研究-とNMRによる)この新奇修飾塩基のコドン解洗能を調ベている。TループとDループの会合がないと考えられるTRNApheではDアーム・バリアザルループ間の3次的な塩基対によって、L字型に類似した構造を保つことが化学修飾実験により明らかになった。TRNAser(AGY)の高次構造をNMRで解析するため、その構成RNA断片を化学合成により大量調製し(ドイツ・スプリンツル教授に依頼)現在、それを連結し、修飾塩基を導入する試みを行っている。
Spreinulliのグループ(米国ノスカロライナ大)は、ウシ肝臓ミトコンドリアからリボソーム、伸〓因子EF-Tu・EF-Ts、開始因子IF2を活性ある状態で調製し、TRNAとの相互作用を調べている。またこれらの〓〓は日本へ送られ、ポリ(U)依存ポリフェニルアラニン合成の最適化、TRNAmerのAUG、AUA依存リボソームへの結合実験などに用いられている。

研究成果

• [文献書誌] S.YOKOBORI,T.UEDA and K.WATANABE: "Codons AGA and AGG are read as glycine in Ascidian mitochondria" Journal of Molecular Evolution. 36. 1-8 (1993)
• [文献書誌] T.YOKOGAWA,T.UEDA,K.NISHIKAWA,K.WATANABE et al.: "Serine tRNA complementary to the nonuniversal serine codon CUG in Candida cylindracea:Evolutionay implications" Proceedings of National Academy of Sciences,U.S.A.89. 7408-7411 (1992)
• [文献書誌] Y.KUMAZAWA,T.YOKOGAWA,H.TURUI,K.MIURA and K.WATANABE: "Effect of the higher-order structure of tRNAs on the stability of hibrids with oligodeoxyribonucleotides:separation of tRNA an efficient solution hybridization" Nucleic Acids Research. 20. 2223-2232 (1992)
• [文献書誌] T.UEDA,Y.YOTSUMOTO,K.IKEDA,and K,WATANABE: "The T-loop region of animal mitochondrial tRNAser(AGY)is a main recognition site for homologous seryl-tRNA synthetase" Nucleic Acids Research. 20. 2217-2222 (1992)
• [文献書誌] L.Ma and L.L.Spremulli: "Immnuological characterization of the compex forms of chloroplast translational initiation factor 2 from Euglena gracilis" The Journal of Biological Chemistry. 267. 18356-18360 (1992)
• [文献書誌] G.KAWAI et al.: "Conformational rigidity of N^4-acety1-2'-0-methylcytidine found in tRNA of extremely thermophilic archaebacteria(Archaea)" Nucleosides & Nucleotides. 11. 759-771 (1992)
• [文献書誌] 三浦.渡辺他著: "分子生物学からバイオテクノロジーへ" 芝立出版(株), 206 (1993)