2000 年度実績報告書

構造生物学によるミトコンドリア翻訳装置の構築原理の解明

研究課題

研究課題/領域番号	11308024
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	大槻高史東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80321735) 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	機能構造 / ミトコンドリアtRNA / EF-Tu / トランスホルミラーゼ / リボソーム蛋白質 / X線結晶解析 / SerRS / 異常構造
研究概要	本研究では、動物ミトコンドリアの特異な翻訳システムの個々の装置の機能特性と構造上の異常性に焦点を当て、それらの機能構造の詳細な解析と実行可能なものからその立体構造を解明し、機能発現に必要な構造を探ることにより、現存する生物の中でRNAから見てもっとも単純と思われるミトコンドリア翻訳システムの構築原理を解明することを目的とする。本年度の成果は以下の通りである。1.異常構造をもつtRNA^<Ser>GCUとEF-Tu複合体のX線結晶解析-本年度の研究により初めてDアームを欠くtRNA^<Ser>GCUの翻訳活性を実験的に検証し得た。ゲルretardation法により、Thermus aquaticus EF-Tuとアミノ酸受容ステムを強化したウシ・ミトコンドリアtRNA^<Ser>GCUが非水解GTPアナログ存在下に安定な複合体を形成することが判明し、ゲルろ過により複合体のみを単離する条件を見出した。現在その針状結晶が得られており、X線解析に耐え得る結晶への成長条件を探索中である。2.ウシ・ミトコンドリア・SerRS-大腸菌内で大量発現させたウシ・ミトコンドリアのセリル-tRNAシンテターゼ(SerRS)と異常構造をもつ2種類のセリンtRNA (tRNA^<Ser>GCUとtRNA^<Ser>UGA)との複合体形成の条件検討を行なっている。3.ウシ・ミトコンドリア・トランスフォルミラーゼ(MTF)-前年度に引き続き、MTF単独と、tRNA^<Met>との複合体の結晶化を試みている。MTFの結晶は生成しているが、X線解析可能な結晶はまだ得られていない。4.ウシ・ミトコンドリア・リボソームの機能構造解析-ウシ・ミトコンドリアの55Sリボソームから、2次元ゲル電気泳動と液体クロマトグラフ/質量分析法(LC/MS)を組み合わせることにより、現在50種類以上のリボソーム蛋白質を分離・同定した。大腸菌の蛋白質のホモログ以外にウシ・ミトコンドリア・リボソームに特異的な数種類の蛋白質が見出された。今後これらのRNAとの再構成を行ない、大腸菌リボソームとの比較してその機能の等価性を検討する。

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 tRNA 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.Med.Evol. (印刷中). (2001)
[文献書誌] Tin,O.F. et al.: "Proteolytic fragmentation of polypeptide release factor 1 of Thermus thermophilus and crystallization of the stable fragments."Biochimie. 82. 765-772 (2000)
[文献書誌] Yasukawa,T. et al.: "A pathogenic point mutation reduce 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 anticodon loops"Proc.Natl.Acad.Sci.,USA. 97・15. 8278-8283 (2000)
[文献書誌] 吉村令郎,渡辺公綱共編: "RNA研究の最前線"シュブリンガーフェアラーク東京. 238 (2000)

2000 年度 実績報告書

構造生物学によるミトコンドリア翻訳装置の構築原理の解明

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 tRNA 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.Med.Evol. (印刷中). (2001)

[文献書誌] Tin,O.F. et al.: "Proteolytic fragmentation of polypeptide release factor 1 of Thermus thermophilus and crystallization of the stable fragments."Biochimie. 82. 765-772 (2000)

[文献書誌] Yasukawa,T. et al.: "A pathogenic point mutation reduce 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 anticodon loops"Proc.Natl.Acad.Sci.,USA. 97・15. 8278-8283 (2000)

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