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2001 年度 研究成果報告書概要

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
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
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)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
キーワード翻訳システム / ミトコンドリア / EF-Tu / tRNA / セリルtRNAシンテターゼ / 線虫 / リボソーム / X線解析
研究概要

本研究の目標は、現存する生物のうちでもっとも単純と思われる、動物ミトコンドリアの特異な翻訳システムにおける個々の装置の機能特性と構造的な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をにより、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である。主たる研究成果は以下の通りである。(1)ウシ・ミトコンドリアのin vitro翻訳システムを構築し、系の最適化を計った結果、ポリ(U)依存ポリ(Phe)合成で大腸菌のものと比肩し得る活性を示す系を確立した。(2)tRNAと翻訳因子をセットにする限り、またL7/L12蛋白質のみ大腸菌由来のものを使う限り、大腸菌とミトコンドリア・リボソームに互換性があるので、本質的にリボソーム機能は両者で等価である。(3)異常な2次構造をもつ2種類のセリンtRNAが低いながらも翻訳機能をもつことを実証した。特に片腕を欠くtRNAの効率の低さはA部位への結合に欠陥のあるためであった。(4)これら2種類のセリンtRNAは単一のセリルtRNAシンテターゼ(SeRRS)でアミノアシル化されることを明らかにし、その認識部位を特定した。(5)線虫ミトコンドリアに存在する大部分のTアーム欠損tRNAを認識する特殊なEF-Tuを発見した。それはC末端に57アミノ酸の延長部をもち、それが欠けたTアーム部分を補完していた。また2種類のDアーム欠損セリンtRNAに対応する別のEF-Tuはアミノ酸部分をも認識していた。(6)これらの翻訳因子の結晶化を行い、SerRSでは針状結晶を得た。tRNA-EF-Tu複合体の結晶化とともに、これらのX線解析を行う。

  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] Hanada, T., Watanabe, K et al.: "Translation ability of mitochondrial tRNA_s^<ser> with unusual structures in an in vitro ・・・"Genes to Cells. 6. 1019-1030 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Suzuko T., Watanabe K. et al.: "Structural compensation for deficut of rRNA with proteins in memmalian mitochondrial netosome"J. Biol. Chem. 276. 21724-21736 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yokogawa, T., Watanabe K. et al.: "Characterization and tRNA recognition of mammolian mitochondrial seryl-tRNA synthetase"J. Biol. chem. 275. 19913-19920 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ohtsuki, T., Watanabe K. et al.: "An "Elongated" Tranlction Elongation Factor Tu for Truncated tRNA in Nemasode Mitochondria"J. Biol. Chem.. 276. 21571-21577 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takeuchi, N., Watanabe K. et al.: "Recognition of tRNAs by methionyl tRNA trans-formylase from mommalian Mitochondria"J. Biol. Chem.. 276. 20064-20068 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Suzuki T., Watanabe, K. et al.: "Proteomic analysis of the mammalian mitochendrial Ritaosome"J. Biol. Chem.. 276. 33181-33195 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 渡辺公綱, 鈴木勉(分担): "志村, 渡辺編「RNA研究の最前線」"シュプリンガーフェアラーク東京. 238 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Suzuki, Ts., Suzuki, Ta., Ueda, T., and Watanabe, K.: "High sensitive analysis of modified nucleosides by LC/MS using ESI/Iontrap mass spectrometry"J. Mass Spectrom. Soc. Jpn.. 47. 168-176 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yokogawa, T., Shimada, N., Takeuchi, N., Ueda, T., Nishikawa, K., Spremulli, L., and Watanabe K.: "Characterization and tRNA recognition of mammalian mitochondrial Seryl tRNA synthetase"J. Biol. Chem.. 275. 19913-19920 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Suzuki, T., Terasaki, M., Takemoto-Hori, C., Hanada, T., Ueda, T., Wada, A., and Watanabe, K.: "Structural compensation for deficit of rRNA with proteins in mammalian mitochondrial ribosome; systematic analysis of protein components of the large ribosomal subunit from mammalian mitochondria"J. Biol. Chem.. 276. 21724-21736 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Suzuki, T., Terasaki, M., Takemoto-Hori, C., Hanada, T., Ueda, T., Wada, A. and Watanabe, K.: "Proteomic Analysis of the Mammalian Mitochondrial Ribosome; Identification of protein components in the 28S Small Subunit"J. Biol. Chem.. 276. 33181-33195 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Shimada, N., Suzuki, T. and Watanabe, K.: "Dual mode recognition of two isoacceptor tRNAs by mammalian mitochondrial seryl-tRNA synthetase (2001)"J. Biol Chem.. 276. 46770-46778 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hanada, T., Suzuki, T., Yokogawa, T., Takemoto-Hori, C., Sprinzl, M. and Watanabe, K.: "Translation ability of mitochondrial tRNAs^<Ser> with unusual secondary structures in an in vitro translation system of bovine mitochondria"Genes Cells. 6. 1019-1030 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ohtsuki, T., Watanabe, Y., Takemoto, C., Kawai, G., Ueda, T., Kita, K., Kojima, S., Kaziro, Y., Nyborg, J and Watanabe, K.: "An "Elongated" Translation Elongation Factor Tu for Truncated tRNAs in Nematode Mitochondria"J. Biol. Chem.. 276. 21571-21577 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Takeuchi, N., Vial, L., Panvert, M., Schmidt, E., Watanabe K., mechulam Y. and Blanquet, S.: "Recognition of tRNAs by Methionyl-tRNA Transformylase from mammalian Mitochondria"J. Biol. Chem.. 276. 20064-20068 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2003-09-17  

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