RNAタンパク質複合体構造

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14035205
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 横山 茂之 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (00159229)
• 研究分担者: 河合 剛太 千葉工業大学, 工学部, 助教授 (70211860)
• キーワード: X線結晶構造解析 / NMR / 立体構造 / RNA / RNA結合タンパク質 / アミノアシルtRNA合成酵素 / RNAポリメラーゼ / リボゾーム

研究概要

1.X線結晶構造解析法:(1)古細菌のTyrRSとtRNA(Tyr)の複合体の結晶構造を決定し,古細菌と真核生物のTyrRSとtRNA(Tyr)が真正細菌のそれとは反応しない理由を明らかにした.(2)また,lleRSのCP1ドメインの結晶構造を決定した結果,間違って形成されたVal-tRNA(lle)を加水分解するメカニズムについて重要な知見を得ることができた.(3)古細菌のtRNAグアニントランスグリコシダーゼとtRNAとの複合体の結晶構造を決定し,tRNAがL字型とは異なるλ型の構造に変化して結合していることを明らかにした.(4)また,tRNAの3'末端のプロセシングに関与するRNase PHについてその結晶構造を決定し,tRNAとの結合モデルからその機能発現のメカニズムを示唆することができた.(5)古細菌のCCA付加酵素の結晶構造を決定した結果,真核生物および真正細菌のCCA付加酵素とは,アミノ酸配列のホモロジーが低いにも関わらず,触媒残基と基質であるCTPおよびATPとの位置関係がよく保存されていることがわかった(6)さらに,tRNAの連結反応に関与する高度好熱菌2'-5'RNAリガーゼの結晶構造を決定し,反応メカニズムについて考察した.(7)伸長反応中のT7 RNAポリメラーゼと基質アナログとの複合体の結晶構造を決定し,正しい基質を選別するメカニズムを明らかにした.
2.NMR法:(8)RNA分子の立体構造をその特徴によって分類するシステムを開発し,さらに,NMR法による構造解析結果を詳細に解析する手法として改良した.

研究成果

• [文献書誌] Temiakov, D.: "Structural Basis for Substrate Selection by T7 RNA Polymerase"Cell. 116. 381-391 (2004)
• [文献書誌] Kise, Y.: "A short peptide insertion crucial for angiostatic activity of human tryptophanyl-tRNA synthetase"Nat.Struct.Mol.Biol.. 11. 149-156 (2004)
• [文献書誌] Sengoku, T.: "Crystallization and preliminary X-ray analysis of the helicase domains of Vasa complexed with RNA and an ATP analogue"Acta Crystallogr.D Biol Crystallogr.. 60. 320-322 (2004)
• [文献書誌] Hirao, I.: "In vitro selection of RNA aptamers that bind to colicin E3 and structurally resemble the decoding site of 16S ribosomal RNA"Biochem.. 279. 8396-8402 (2003)
• [文献書誌] Okabe, M.: "Divergent evolutions of trinucleotide polymerization revealed by an archaeal CCA-adding enzyme structure"EMBO J.. 22. 5918-5927 (2003)
• [文献書誌] Polycarpo, C.: "Activation of the Pyrrolysine Suppressor tRNA Requires Formation of a Ternary Complex with Class I and Class II Lysyl-tRNA Synthetases"Mol.Cell. 12. 287-294 (2003)
• [文献書誌] Kato, M.: "Crystal structure of the 2'-5'RNA ligase from Thermus thermophilus HB8"J.Mol.Biol.. 329. 903-911 (2003)
• [文献書誌] Kobayashi, T.: "Structural basis for orthogonal tRNA specificities of tyrosyl-tRNA synthetases for genetic code expansion"Nat.Struct.Biol.. 10. 425-432 (2003)
• [文献書誌] Ishii, R.: "Crystal structure of the tRNA processing enzyme RNase PH from Aquifex aeolicus"J.Biol.Chem.. 278. 32397-32404 (2003)
• [文献書誌] Ishitani, R.: "by a posttr Alternative tertiary structure of tRNA for recognition anscriptional modification enzyme"Cel. 113. 383-394 (2003)
• [文献書誌] Kaminishi, T.: "Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of ribosomal protein L11 methyltransferase from Thermus thermophilus HB8"Acta Crystallogr.D Biol Crystallogr.. 59. 930-932 (2003)
• [文献書誌] Baba, S.: "Role of the Zinc Fingers of HIV-1 Nucleocapsid Protein for Maturation of Genomic RNA"J.Biochem.. 134. 637-639 (2004)
• [文献書誌] Someya, T.: "Analysis of local convergence in NMR structure calculation for RNA by a classification system for nucleic acid structure, CSNA"Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids. (in press). (2004)