タンパク質合成系の分子解剖

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044183
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡辺 公綱 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00134502)
• 研究分担者: 新田 至 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 ; 上田 卓也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80184927) ; NOLLER F.Har カリフォルニア大学, RNA分子生物学センター, 教授 ; NIERHAUS H.K マックスープランク分子遺伝学研究所, 教授
• キーワード: リボソーム / rRNA / リボソームタンパク質 / 三級アミン / タンパク質合成系 / クロラムフェニコール / RIP

研究概要

最近我々は、翻訳因子などを用いなくとも、ピリジン、さらにプリンおよびピリミジン塩基類が、リボソーム上でのタンパク質合成を活性化するという現象を発見した。リボソームは数十種類のリボソームタンパク質と数種類のリボソームRNA(rRNA)から構成されているが、協同研究先であるドイツ・マックス・プランク研究所Nierhaus教授は、このリボソームの分子解剖に関する世界的権威である。本研究は我々とNierhaus教授の実験技術を融合することにより、rRNAを用いて、タンパク質合成系におけるこれら塩基類の触媒メカニズムを解明することが目的であった。
平成7年度中に、タンパク質合成系の最適化、およびリボソームの解体条件をNierhaus教授の指導の下に確立した。その結果、rRNAの大量調製が可能となった。さらにrRNAのみでもタンパク質合成活性が存在することが明らかとなった。タンパク質合成の活性中心がリボソームタンパク質とrRNAのいずれに存在するかは、長い間議論されてきたが、rRNAに存在していることが証明された。
平成8年度は、以下のようにrRNAの活性中心部位を明らかにした。
(1)三級アミンの作用部位に変異を導入したrRNAを作製し、それらの活性を検討した。その結果、rRNAのドメインVに存在する中央ループ近傍がペプチド結合生成活性に直接関与していることが判明した。
(2)rRNAに作用する抗生物質(クロラムフェニコールなど)や毒素(RIP)を用いることにより、活性中心を検討した。その結果、rRNAのドメインVIに存在するαサルシンループが、ペプチジルtRNA移動反応に直接関与していることが判明した。
以上に述べたように、本協同研究は極めて順調に成果をあげることができた。今後は、活性発現に必要な最小断片を同定するなど、さらに研究を進めていく予定である。

研究成果

• [文献書誌] T.,Nojima,Nitta,I.,Ueda,T.and Watanabe,K: "Pyridine-promoted factor-and energy-free peptide synthesis systems prepared from various organisms inctuding prokaryote,eukaryote,and mitochondria" J.Biochem.119. 1076-1079 (1996)
• [文献書誌] Nitta,I.,Ueda,T.,Nojima,T.and Watanabe,K: "A novel factor-and energy-free translation system promoted by tertiary amines and its Imptications to ward the origin of the translation system." Viva Origino. 23. 209-222 (1995)
• [文献書誌] Nitta,I.,Ueda,T.and Watanabe,K: "Factor-and energy-free peptide synthesis promoted by aromatie tertiary amines including nucleic acid-related compounds." J.Biochem.118. 850-854 (1995)
• [文献書誌] Nitta,I.,Ueda,T.,Nojima,T.and Waranabe,K: "Template-dependent polypeptide synthesis in a factor- and energy-free translation system promoted by pyridine." J.Biochem.118. 841-849 (1995)