2000 年度実績報告書

リボソームRNAの機能構造解析

研究課題

研究課題/領域番号	10044196
研究機関	東京大学
研究代表者	渡辺公綱東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (00134502)
研究分担者	鈴木勉東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 講師 (20292782)
キーワード	リボソーム / リボソームRNA / リボソーム蛋白質 / ミトコンドリア / タンパク質生合成 / LC / MS / tRNA / RNA-タンパク質間の役割委譲
研究概要	真核生物の細胞内小器官であるミトコンドリアはATP生産を司る器官で、独自の遺伝子とその発現系をもっている。それは好気性細菌が真核細胞の祖先に共生して生じたものと考えられており、実際抗生物質に対する感受性などから、その翻訳系は大腸菌のものに近いと考えられる。そのリボソームは大腸菌のものに比べて、サイズや分子量はほぼ等しいのに対し、沈降係数は55Sとかなり小さく、RNAが半減している代わりに蛋白質量が倍加していることが指摘されていた。本研究ではミトコンドリア・リボソームの構成成分を大腸菌のものと比較しながら詳細に検討することにより、ミトコンドリア・リボソームとリボソームRNAの機能構造を解明することを目指した。まず翻訳活性に関しては、ミトコンドリア・リボソームは大腸菌tRNAおよび翻訳因子をも受け入れるのに対し、大腸菌リボソームではミトコンドリアtRNAは機能せず、ミトコンドリアの翻訳因子との組み合わせで初めて機能した。また大腸菌EF-Gはミトコンドリア・リボソームには働かないが、そのL7/L12蛋白質のみを大腸菌のものに置換したハイブリッド・リボソームには作用した。このことから、L7/L12蛋白質を除く残りの殆どすべてのリボソーム部分はミトコンドリアと大腸菌で機能的に等価であることが明らかになった。この事実に基づき、ミトコンドリア・リボソーム蛋白質を液体クロマトグラフ/質量分析法(LC/MS)により解析し、現在までに50数種類の蛋白質を同定し、大腸菌蛋白質とホモロジーのあるものは、その遺伝しをヒトゲノムのデータベース解析から同定した。その結果、蛋白質との結合部位が短縮、あるいは欠落しているRNAに対応する蛋白質は大きくなっていたり、余分の蛋白質が結合することが明らかになった。このことは、進化の過程でRNAが主体であった翻訳装置のかなりの部分が蛋白質へとその構造的、機能的役割が委譲されたという可能性を示唆している。

研究成果

(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] Suzuki,T. et al.: "Structural compensation for deficit of rRNA with proteins in mammalian mitochondrial ribosome"J.Biol.Chem.. (印刷中). (2001)
[文献書誌] Yokobori,s.,Suzuki,t.and Watanabe,K.: "Evolution of Genetic Code : tRNA as a major determinant of Genetic code plasticity"J.Mol.Evol.. (印刷中). (2001)
[文献書誌] Tin,O.F. et al.: "Proteolytic fragmantation of polypeptide release factor 1 of Thermus Thermo philus and Crystallitation of prestable Pigment."Biochimie. 82. 765-772 (2000)
[文献書誌] Yasukawa,T. et al.: "A pathogenic point mutation reduces stability of mitochondrial mutant tRNA Ile"Nucleic Acids Res.. 28・19. 3779-3784 (2000)
[文献書誌] Tomari,Y. et al: "The Role of tightly bound ATP in Escherichia coli tRNA nucleotidyltransferase"Genes to Cells. 5. 689-698 (2000)
[文献書誌] Tomita,K. et al.: "A cytotoxic ribonuclease which specifically cleaved four isoaccepting arginine tRNAs at their anticoden loops"Proc.Natl.Acad.Sci., USA. 97・15. 8278-8283 (2000)
[文献書誌] 志村令郎,渡辺公綱共編: "RNA研究の最前線"シュプリンガーフェアラーク東京. 238 (2000)

2000 年度 実績報告書

リボソームRNAの機能構造解析

研究代表者

渡辺 公綱 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (00134502)

研究成果

[文献書誌] Suzuki,T. et al.: "Structural compensation for deficit of rRNA with proteins in mammalian mitochondrial ribosome"J.Biol.Chem.. (印刷中). (2001)

[文献書誌] Yokobori,s.,Suzuki,t.and Watanabe,K.: "Evolution of Genetic Code : tRNA as a major determinant of Genetic code plasticity"J.Mol.Evol.. (印刷中). (2001)

[文献書誌] Tin,O.F. et al.: "Proteolytic fragmantation of polypeptide release factor 1 of Thermus Thermo philus and Crystallitation of prestable Pigment."Biochimie. 82. 765-772 (2000)

[文献書誌] Yasukawa,T. et al.: "A pathogenic point mutation reduces stability of mitochondrial mutant tRNA Ile"Nucleic Acids Res.. 28・19. 3779-3784 (2000)

[文献書誌] Tomari,Y. et al: "The Role of tightly bound ATP in Escherichia coli tRNA nucleotidyltransferase"Genes to Cells. 5. 689-698 (2000)

[文献書誌] Tomita,K. et al.: "A cytotoxic ribonuclease which specifically cleaved four isoaccepting arginine tRNAs at their anticoden loops"Proc.Natl.Acad.Sci., USA. 97・15. 8278-8283 (2000)

[文献書誌] 志村令郎,渡辺公綱 共編: "RNA研究の最前線"シュプリンガーフェアラーク東京. 238 (2000)

2000 年度実績報告書

渡辺公綱東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (00134502)

[文献書誌] 志村令郎,渡辺公綱共編: "RNA研究の最前線"シュプリンガーフェアラーク東京. 238 (2000)