ポリアミンによる蛋白質合成開始調節機序

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09278204
• 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)
• キーワード: ポリアミン / 蛋白質合成開始 / OppA / RMF / SD配列 / RNAヘリカーゼ / スキャニング

研究概要

1.大腸菌のオリゴペプチド結合蛋白質(OppA)の合成は、ポリアミンにより翻訳レベルで強い促進を受ける。このOppA mRNAの構造をZuckerの方法によりコンピュータで解析すると、Shine-Dalgarno(SD)配列が部分的にstem構造を形成し、その上流にGC stemが存在する。この構造を一本鎖RNAのGを切断するRNase T_1と二本鎖RNAを切断するRNase V_1を用いて証明した。さらに、ポリアミンを添加するとOppA mRNAの構造が変わり、SD配列が露出することを上記RNasesを用いて証明した。
2.大腸菌のribosome modulation factor(RMF)の合成は、スペルミジンにより翻訳レベルで阻害を受ける。RMF mRNAはSD配列が2ヵ所(mRNAの5'-側よりSD1及びSD2と命名)存在し、SD1がより強く蛋白質合成開始に関与していた。しかし、スペルミジンによるRMF合成阻害にはSD2が関与しており、SD2の塩基配列をsite-directed mutagenesis法により変換すると、RMF合成のスペルミジンによる阻害が解消された。目下、RNaseを用いてスペルミジンによるRMF mRNAの構造変化を解析中である。
3.動物細胞の蛋白質合成開始は、eIF4F(eIF4A、eIF4E、eIF4Gの複合体)によるmRNAの5'-末端cap(m^7G)構造から開始コドンAUGまでのスキャニングが律速とされている。カナダのSonenbergのグループは、eIF4Eの過剰産生株で蛋白質合成が促進され、細胞がトランスフォームされることを報告した。申請者らはeIF4Gの過剰産生株が細胞をトランスフォームする事を見出した。現在、両過剰産生株を用い、蛋白質合成開始におけるポリアミンの役割を解析中である。

研究成果

• [文献書誌] K.Igarashi et al.: "Molecular mechanism of polyamines stimulatin of the synthesis of oligopeptide binding protein." J.Biol.Chem.272. 4058-4064 (1997)
• [文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Excretion and uptake of putrescine by the PotE protein in Esherichia coli." J.Biol.Chem.272. 6318-6323 (1997)
• [文献書誌] J.Chao et al.: "N^1-Dansyl-spermine and N^1-(n-octanesulfonyl)-spermine,novel glutamate receptor antagonists:block and permeation of N-methyl-D-aspartate receptors." Mol.Pharmacol.51. 861-871 (1997)
• [文献書誌] K.Kashiwagi et al.: "Block and modulation of N-methyl-D-aspartate receptors by polyamines and protons. Role of amino acid residues in the transmembrane and pore-forming regions of NR1 and NR2 subunits." Mol.Pharmacol.52. 701-713 (1997)
• [文献書誌] K.Igarashi et al.: "Benzyl-polyamines;Novel.potent N-methyl-D-aspartate receptoe antagonists." J.Pharmacol.Exp.Ther.283. 533-540 (1997)
• [文献書誌] T.Fukuchi-Shimogori et al.: "Malignant transformation by overproduction of translation initiation factor eIF4G." Cancer Res.57. 5041-5044 (1997)