1996 年度実績報告書

細胞内ポリアミン量調節及びポリアミンによる蛋白質合成調節の分子メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号	07457534
研究機関	千葉大学
研究代表者	五十嵐一衛千葉大学, 薬学部, 教授 (60089597)
研究分担者	柏木敬子千葉大学, 薬学部, 助手 (80169424) 柿沼喜己千葉大学, 薬学部, 助教授 (80134394)
キーワード	ポリアミン / スペルミン / スペルミジン / プトレスシン / ポリアミン輸送蛋白質 / ポリアミン結合部位
研究概要	1.スペルミジン優先取り込み系の基質結合蛋白質(PotD)のスペルミジン結合部位を、X線結晶構造解析及び変異PotDの活性測定より決定した。その結果、4分子の酸性アミノ酸残基、3分子のTrp残基及び3分子のTyr残基がスペルミジン結合に関与していることが明らかとなった。なかでもスペルミジンのNH基を認識するAsp257が最も重要であった。 2.大腸菌でポリアミンにより最も強く合成促進を受ける蛋白質はオリゴペプチド結合蛋白質(OppA)である。このOppA合成のポリアミンによる促進機序を解析したところ、転写レベルよりも翻訳レベルで合成促進を受けた。しかも、この合成促進にはShine-Dalgarno(SD)配列が関与していることが明らかとなった。すなわち、ポリアミンはSD配列の近傍に存在するGC stemに結合し、SD配列を16S rRNAと相互作用しやすくすることにより開始反応を促進することが判明した。 3.真核細胞のポリアミンによる蛋白質合成促進は40S開始複合体(mRNA、Met-tRNA_i及び40Sリソーマル亜粒子複合体)レベルで起きることが明らかとなった。40Sリボソーマル亜粒子へのMet-tRNA_iの結合は、ポリアミンが存在しないとmRNAにより強く阻害されるが、ポリアミンが存在するとmRNAの構造が変化し、40S開始複合体形成が可能となった。酵母のポリアミン輸送蛋白質関連遺伝子のクローニングを、ポリアミン輸送活性低下株に酵母のDNAをtransformすることにより試みたところ、ポリアミン輸送を活性化するserine/threonine protein kinaseの遺伝子を分離することができた。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] S.Sugiyama et al.: "Crystal structure of PotD,the primary receptor of the polyamine transport system in Escherichia coli." J. Biol. Chem.271. 9519-9525 (1996)
[文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Spermidine-preferential uptake system in Escherichia coli. Identification of amino acids involved in polyamine binding in PotD protein." J. Biol. Chem.271. 12205-12208 (1996)
[文献書誌] T.Shimogori et al.: "Spermidine regulation of protein synthesis at the level of initiation complex formation of Met-tRNA_i,mRNA and ribosomes." Biochem. Biophys. Res. Commum.223. 544-548 (1996)
[文献書誌] T.Shimogori et al.: "Enhancement of helicase activity and increase of eIF-4E phosphorylation in ornithine decarboxylase-overproducing cells." Biochem. Biophys. Res. Commum.227. 748-752 (1996)
[文献書誌] T.Nozaki et al.: "A second gene encoding a putative serine/threonine protein kinase which enhances spermine uptake in Saccharomyces cerevisiae." Biochem. Biophys. Res. Commun.228. 452-458 (1996)
[文献書誌] K.Igarashi et al.: "Molecular mechanism of polyamine stimulation of the synthesis of oligopeptide binding protein." J. Biol. Chem.(in press). (1997)

1996 年度 実績報告書

細胞内ポリアミン量調節及びポリアミンによる蛋白質合成調節の分子メカニズム

研究代表者

五十嵐 一衛 千葉大学, 薬学部, 教授 (60089597)

研究成果

[文献書誌] S.Sugiyama et al.: "Crystal structure of PotD,the primary receptor of the polyamine transport system in Escherichia coli." J. Biol. Chem.271. 9519-9525 (1996)

[文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Spermidine-preferential uptake system in Escherichia coli. Identification of amino acids involved in polyamine binding in PotD protein." J. Biol. Chem.271. 12205-12208 (1996)

[文献書誌] T.Shimogori et al.: "Spermidine regulation of protein synthesis at the level of initiation complex formation of Met-tRNA_i,mRNA and ribosomes." Biochem. Biophys. Res. Commum.223. 544-548 (1996)

[文献書誌] T.Shimogori et al.: "Enhancement of helicase activity and increase of eIF-4E phosphorylation in ornithine decarboxylase-overproducing cells." Biochem. Biophys. Res. Commum.227. 748-752 (1996)

[文献書誌] T.Nozaki et al.: "A second gene encoding a putative serine/threonine protein kinase which enhances spermine uptake in Saccharomyces cerevisiae." Biochem. Biophys. Res. Commun.228. 452-458 (1996)

[文献書誌] K.Igarashi et al.: "Molecular mechanism of polyamine stimulation of the synthesis of oligopeptide binding protein." J. Biol. Chem.(in press). (1997)

1996 年度実績報告書

五十嵐一衛千葉大学, 薬学部, 教授 (60089597)