2002 年度実績報告書

翻訳マシーンの分子擬態とプリオン特性の研究

研究課題

研究課題/領域番号	14035207
研究機関	東京大学
研究代表者	中村義一東京大学, 医科学研究所, 教授 (40114590)
キーワード	分子擬態 / 翻訳終結 / 解離因子 / ペプチドアンチコドン / 終止コドン / リボソーム再生因子 / 酵母プリオン / 翻訳調節
研究概要	分子擬態に関する研究 1.我々が発見した(原核生物ペプチド解離因子に担われた)ペプチド・アンチコドンに対して昨年末デンマークの結晶構造グループが否定的な論文をMol.Cell誌上で発表したが、解離因子リボソーム複合体のクリオ電子顕微鏡解析の結果、我々の結論の正しいことが証明された。この結論はフットプリント解析の結果とも完全に一致し、ペプチド・アンチコドンは機能的にも構造的にも実証された(TiBS 2002)。 2.真核生物解離因子eRF1は原核生物と異なり3つの終止コドンを認識するが、その全能性ペプチド・アンチコドンは特定されていない。今回、原生動物テトラヒメナeRF1がUGAのみしか認識できない特異性を利用して、結晶構造上ドメイン1の先端部に位置するトリペプチド(Thr-Ala-Ser)部分が選択的な解読に関与することを証明した(PNAS 2002)。真核系ペプチド・アンチコドンの可能性が大きい。 3.ペプチド解離後のリボソーム複合体は再生因子(RRF)と翻訳伸長因子EF-Gの働きにより解体・再生される。その時、EF-GはGTP加水分解エネルギーを利用する分子モーターとなって、リボソーム上のRRFに作用し解体を行うが、EF-GとRRFの相互作用については不明であった。今回、その相互作用部位をEF-GとRRFのtRNA擬態ドメイン上にアミノ酸レベルで同定した(Mol.Cell 2002)。今後の作用機序解明の重要な基盤でなる。 4.23SrRNA変異体リボソームを利用した試験管内ペプチド解離分析によって、23SrRNA上のA2602塩基が加水分解のRNA触媒部位として働く可能性が明らかになった(イリノイ大学のA.Mankin教授との共同研究)。酵母プリオンに関する研究 1.真核生物の解離因子は2つのサブユニットからなり(eRF1/eRF3)、eRF3の機能は不明な部分が多い。酵母eRF3はSUP35遺伝子によりコードされ、そのN末端ドメインのプリオン性ペプチド配列により動物プリオン(PrP)と共通する特徴(非メンデル遺伝、感染性、アミロイド形成等)を示す。Sup35プリオンの機能不全は終止信号無視である。N末端のプリオンドメインはGln/Asn領域とペプチド反復領域に分離されるが、今回、ペプチド反復配列からGln/Asnを完全に除去した変異体を作成し解析した結果、既存のSup35プリオンとは異なる(シャペロンHsp104非依存性)新種プリオンとなることが分かった。また、異種Sup35プリオンは(PrPと同様に)種間障壁(species barrier)により伝搬が阻止される。この種特異性がN末端40アミノ酸領域に規定されることを発見した。

研究成果

(12件)

すべてその他

すべて文献書誌 (12件)

[文献書誌] Oguro, A.: "High affinity RNA initiation factor 4A helicase binds selectively compact form of eIF4A and hinders cap-dependent translation by blocking ATP hydrolysis"RNA. (In Press). (2003)
[文献書誌] Laursen, B.S.: "Characterization of mutations in the GTP-binding domain of IF2 resulting in cold-sensitive growth of Escherichia coli"J. Mol. Biol.. 326. 543-551 (2003)
[文献書誌] Nakamura, Y.: "Making sense of mimic in translation termination"Trends Biochem. Sci.. 28. 99-105 (2003)
[文献書誌] Polacek, N.: "The critical role of the universally conserved A2602 of 23S ribosomal RNA in the release of the nascent peptide during translation termination"Mol. Cell. 11. 103-112 (2003)
[文献書誌] Blake, B.K.: "Backbone ^1H,^<13>C, and ^<15>N assignments of the ribosome recycling factor from Thermus thermophilus"J. Biomol. NMR. 24. 81-82 (2002)
[文献書誌] Ito, K.: "Omnipotent decoding potential resides in eukaryotic translation termination factor eRF1 of variant-code organisms and is modulated by the interactions of amino acid sequences within the domain 1"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 8494-8499 (2002)
[文献書誌] Ito, K.: "Elongation factor G participates in ribosome disassembly by interacting with ribosome recycling factor at their tRNA-mimicry domains"Mol. Cell. 9. 1263-1272 (2002)
[文献書誌] Nevskaya, N.: "Structure of ribosomal protein L1 from M ethanococcus thermolithotrophicus. Functionally important structural invariants on L1 surface"Acta Cryst.. D58. 1023-1029 (2002)
[文献書誌] Nakamura, Y.: "A tripeptide discriminator for stop codon recognition"FEBS Lett.. 514. 30-33 (2002)
[文献書誌] Kervestin, S: "Isolation and expression of two genes encoding eukaryotic release factor 1 (eRF1) from paramecium tetraurelia"J. Euk. Microbiol.. 49. 374-382 (2002)
[文献書誌] Nakamura, Y.: "Protein tRNA mimicry in translation termination"Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.. 66. 469-475 (2002)
[文献書誌] Uno, M.: "Polypeptide release at sense and noncognate stop codons by localized charge-exchange alterations in translational release factors"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 1819-1824 (2002)

2002 年度 実績報告書

翻訳マシーンの分子擬態とプリオン特性の研究

研究代表者

中村 義一 東京大学, 医科学研究所, 教授 (40114590)

研究成果

[文献書誌] Oguro, A.: "High affinity RNA initiation factor 4A helicase binds selectively compact form of eIF4A and hinders cap-dependent translation by blocking ATP hydrolysis"RNA. (In Press). (2003)

[文献書誌] Laursen, B.S.: "Characterization of mutations in the GTP-binding domain of IF2 resulting in cold-sensitive growth of Escherichia coli"J. Mol. Biol.. 326. 543-551 (2003)

[文献書誌] Nakamura, Y.: "Making sense of mimic in translation termination"Trends Biochem. Sci.. 28. 99-105 (2003)

[文献書誌] Polacek, N.: "The critical role of the universally conserved A2602 of 23S ribosomal RNA in the release of the nascent peptide during translation termination"Mol. Cell. 11. 103-112 (2003)

[文献書誌] Blake, B.K.: "Backbone ^1H,^<13>C, and ^<15>N assignments of the ribosome recycling factor from Thermus thermophilus"J. Biomol. NMR. 24. 81-82 (2002)

[文献書誌] Ito, K.: "Omnipotent decoding potential resides in eukaryotic translation termination factor eRF1 of variant-code organisms and is modulated by the interactions of amino acid sequences within the domain 1"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 8494-8499 (2002)

[文献書誌] Ito, K.: "Elongation factor G participates in ribosome disassembly by interacting with ribosome recycling factor at their tRNA-mimicry domains"Mol. Cell. 9. 1263-1272 (2002)

[文献書誌] Nevskaya, N.: "Structure of ribosomal protein L1 from M ethanococcus thermolithotrophicus. Functionally important structural invariants on L1 surface"Acta Cryst.. D58. 1023-1029 (2002)

[文献書誌] Nakamura, Y.: "A tripeptide discriminator for stop codon recognition"FEBS Lett.. 514. 30-33 (2002)

[文献書誌] Kervestin, S: "Isolation and expression of two genes encoding eukaryotic release factor 1 (eRF1) from paramecium tetraurelia"J. Euk. Microbiol.. 49. 374-382 (2002)

[文献書誌] Nakamura, Y.: "Protein tRNA mimicry in translation termination"Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.. 66. 469-475 (2002)

[文献書誌] Uno, M.: "Polypeptide release at sense and noncognate stop codons by localized charge-exchange alterations in translational release factors"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 1819-1824 (2002)

2002 年度実績報告書

中村義一東京大学, 医科学研究所, 教授 (40114590)