枯草菌と大腸菌におけるトランス・トランスレーションの標的タンパク質の解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15013201
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 姫野 俵太 弘前大学, 農学生命科学部, 助教授 (80208785)
• 研究分担者: 武藤 あきら 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (80034635)
• キーワード: tmRNA / トランストランスレーション / TreP / カタボライト抑制 / CcpA / Cre配列 / PerR / MetE

研究概要

トランストランスレーションは、翻訳が中断したmRNAからtmRNAへとリボソームが翻訳を切替えることで二つの分断された情報から一本のキメラペプチドを作り出す、変則的翻訳である。本研究ではまず、トランストランスレーション産物を特異的に検出、単離するシステムを開発した。この方法を用いてまず、枯草菌のtmRNAが仲介するトランストランスレーションの標的タンパク質が通常の温度(37℃)と高温(50℃)では大きく異なること、また全体として高温のときほど、トランストランスレーションが盛んに起こっていることを明らかにした。次にN末端アミノ酸配列分析により、それぞれの温度における標的タンパク質のうちのいくつかを同定した。それらの中にはストレス応答遺伝子産物(PerR)、カタボライト抑制を受ける遺伝子産物(TreP)など興味深いものが含まれていた。TrePのトランストランスレーション産物は、プロテアーゼで消化した後、MALDI TOF MASを用いてアミノ酸配列を解析し、TrePからタグペプチドへの切り替え位置を調べた。その結果、切り替えはTrePの内部に存在するCre配列(カタボライト抑制に関わるリプレッサータンパク質CcpAの認識配列)のすぐ上流から起こっていることが明らかになった。CcpAの欠損株を作成したところ、そこではTrePのトランストランスレーション産物も消失していた。CcpA欠損株においては、TreP以外のトランストランスレーション産物の多くが消失していた。以上のように、トランストランスレーション反応がCcpAを介したカタボライト抑制全般に関与する可能性が示唆された。
一方、大腸菌のトランストランスレーションの標的タンパク質ついてもそのいくつかを明らかにすることができた。その中で、現在MetEについてトランストランスレーション反応産物の詳しい解析を行っているところである。

研究成果

• [文献書誌] Takahashi, T., Konno, T., Muto, A., Himeno, H.: "Various effects of paromomycin on tmRNA-directed trans-translation."J.Biol.Chem.. 278. 27672-27680 (2003)
• [文献書誌] Konno, T., Takahashi, T., Muto, A., Himeno, H.: "Various effects of paromomycin on tmRNA-mediated trans-translation."Nucleic Acids Res.Supplement. 3. 235-236 (2003)
• [文献書誌] Takada, K., Hori-Takemoto, C., Kawazoe, M., Lee, S., Shirouzu, M., Yokoyama, S., Muto, A., Himeno, H.: "In vitro analysis of the initial steps of trans-translation."Nucleic Acids Res.Supplement. 3. 287-288 (2003)
• [文献書誌] Ushida, C., Yoshida, A., Miyakawa, Y., Ara, Y., Muto, A.: "Distribution of the MCS4 RNA genes in mycoplasmas belonging to the Mycoplasma mycides cluster"Gene. 48. 149-155 (2003)
• [文献書誌] 姫野俵太: "タンパク質がわかる(竹縄忠臣編)"羊土社. 26-35 (2003)