2003 年度実績報告書

リボザイムRNA構造

研究課題

研究課題/領域番号	14035217
研究機関	東京工業大学
研究代表者	竹中章郎東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (80016146)
キーワード	X線結晶解析 / 機能性RNA / リボザイム / 散在型反復配列 / 直列型反復配列 / 八重らせん構造 / アミノアシルtRNA合成酵素 / 修飾残基
研究概要	前年度に引き続き,本研究は計画に従って着実に進展した。ハンマーヘッドリボザイムの酵素部分にU1A結合ヘアピンRNAを付加したリボザイムを調製し、U1A-proteinとの複合体の形成を電気泳動によって確かめた。tRNAに存在する修飾残基の役割を解明するために,シュードウリジン(Y)やホルミルシチジン(fC)を含む種々のRNAを結晶化し、X線解析を進めた。筋ジストロフィー症の原因となるRNAの繰り返し配列(CUG)nのnが奇数と偶数のRNAを合成し、結晶化に成功した。これについてもX線解析を進めている。バクテリオファージのDNA注出取込モータの座金に使われているpRNA(129〜150残基)のうち80残基を合成し結晶化を行った。アミノアシルtRNA合成酵素については、Sulfolobus tokodaii strain7由来のアスパラギン酸tRNA合成酵素およびアルギニンtRNA合成酵素の結晶化に成功した。特異な性質をもつ配列(gcGXYZgc)の(XYZ)に変異を入れることによる構造変化と陽イオンの影響を調べた結果、XとYは4種類のどの塩基に置換しても塩基積層型二重らせん構造を採ることを、ZをA以外の塩基に置換すると塩基積層型二重らせん構造が採れなくなることを見出した。この事実は、50年前にWatsonとCrickが提案した塩基対型逆平行二重らせん構造とは全く異なる新しいタイプの構造である。また、この二重らせん構造は陽イオンの種類によって、DNA鎖6本が会合したduplex-trimer(六重らせん構造)や塩基対型逆平行二重らせん構造を基盤にして八重らせん構造を造ることを発見した。さらに、この八重らせん構造はイオン濃度が少し高くなると四重らせん構造に開裂することも明らかにした。このような巨大な会合体は、最近のゲノム解析によって見出された特定配列の多リピートが造る構造である可能性も高い。たとえば、ヒトVNTRでは類似の配列が8回繰り返されている。このリピートが塩基積層型二重らせん構造を単位としてダブル・ギリシャ・キー・モチーフによって折れたたまれる可能性を提案した.アジア結晶学連合国際会議(豪ブルーム)と核酸化学シンポジウムおよび日本結晶学会年会で発表した結果,国際結晶学連合よりIUCr賞を受賞した。この発見をさらに発展させるための構造研究を現在進めている。

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] T.Sunami, J.Kondo, I.Hirao, K.Watanabe, K.Miura, A.Takenaka: "Structure of d(GCGAAAGC)(hexagonal form) : a base-intercalated duplex as a stable structure"Acta.Crystallogr.. D60. 90-96 (2004)
[文献書誌] T.Sunami, J.Kondo, I.Hirao, K.Watanabe, K.Miura, A.Takenaka: "Structures of d(GCGAAGC) and d(GCGAAAGC)(tetragonal form) ; switching of the partner of A : G pairs to form a G : Ax A : G crossing"Acta.Crystallogr.. D60. 422-431 (2004)
[文献書誌] J.Kondo, S.Umeda, K.Fujita, T.Sunami, A.Takenaka: "X-Ray analyses of d(GCGAXAGC)containing G and T at X : the base-intercalated duplex is still stable even in point mutants at the fifth residue"J.Synchrotron Rad.. 11. 117-120 (2004)
[文献書誌] Jiro kondo, Akio Takenaka: "Beyond the 50th Anniversary of DNA Double Helix, New Types of DNA Strand Associations and Functions of Modified Bases"Structural Biology. 9. 1-19 (2003)
[文献書誌] J.Kondo, S.Umeda, K.Fujita, T.Sunami, A.Takenaka: "The base-intercalated duplexes of d(GCGAXAGC) with mutation at X(X=G, T or C)"Nucleic Acids Res.Supplement. 3. 175-176 (2003)
[文献書誌] J.Kondo, S.Umeda, T.Sunami, A.Takenaka: "The octaplex structure of d(GCGAGAGC) with I-motif of guanine quartet, controlled by potassium concentration"Nucleic Acids Res.Supplement. 3. 223-224 (2003)
[文献書誌] 安達渉, 中村聡, 竹中章郎: "キトサナーゼの基質特異性と構造(キチン・キトサンの開発と応用)"シーエムシー出版. 18 (2004)

2003 年度 実績報告書

リボザイムRNA構造

研究代表者

竹中 章郎 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (80016146)

研究成果

[文献書誌] T.Sunami, J.Kondo, I.Hirao, K.Watanabe, K.Miura, A.Takenaka: "Structure of d(GCGAAAGC)(hexagonal form) : a base-intercalated duplex as a stable structure"Acta.Crystallogr.. D60. 90-96 (2004)

[文献書誌] T.Sunami, J.Kondo, I.Hirao, K.Watanabe, K.Miura, A.Takenaka: "Structures of d(GCGAAGC) and d(GCGAAAGC)(tetragonal form) ; switching of the partner of A : G pairs to form a G : Ax A : G crossing"Acta.Crystallogr.. D60. 422-431 (2004)

[文献書誌] J.Kondo, S.Umeda, K.Fujita, T.Sunami, A.Takenaka: "X-Ray analyses of d(GCGAXAGC)containing G and T at X : the base-intercalated duplex is still stable even in point mutants at the fifth residue"J.Synchrotron Rad.. 11. 117-120 (2004)

[文献書誌] Jiro kondo, Akio Takenaka: "Beyond the 50th Anniversary of DNA Double Helix, New Types of DNA Strand Associations and Functions of Modified Bases"Structural Biology. 9. 1-19 (2003)

[文献書誌] J.Kondo, S.Umeda, K.Fujita, T.Sunami, A.Takenaka: "The base-intercalated duplexes of d(GCGAXAGC) with mutation at X(X=G, T or C)"Nucleic Acids Res.Supplement. 3. 175-176 (2003)

[文献書誌] J.Kondo, S.Umeda, T.Sunami, A.Takenaka: "The octaplex structure of d(GCGAGAGC) with I-motif of guanine quartet, controlled by potassium concentration"Nucleic Acids Res.Supplement. 3. 223-224 (2003)

[文献書誌] 安達 渉, 中村 聡, 竹中章郎: "キトサナーゼの基質特異性と構造(キチン・キトサンの開発と応用)"シーエムシー出版. 18 (2004)

2003 年度実績報告書

竹中章郎東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教授 (80016146)

[文献書誌] 安達渉, 中村聡, 竹中章郎: "キトサナーゼの基質特異性と構造(キチン・キトサンの開発と応用)"シーエムシー出版. 18 (2004)