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2004 年度 実績報告書

遺伝情報系と細胞シグナル系における超分子複合体の立体構造と機能

研究課題

研究課題/領域番号 15107002
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)

キーワードX線結晶構造解析 / 立体構造 / 翻訳 / 複製 / 相同組み換え / RNA修飾 / アミノアシルtRNA合成酵素 / Dmc1
研究概要

1.遺伝暗号の翻訳に働くタンパク質の構造解析
tRNAのアンチコドン1文字目の修飾ヌクレオチドの1つであるイノシンの生成を触媒するtRNAアデノシンデアミナーゼ(TadA)の結晶構造を決定し、tRNAとの結合モデルからその反応機構を推定した。また、アンチコドンループのメチル化をつかさどる酵素であるTrmDとtRNAとの複合体の結晶化を行い、十分な反射を与える結晶を得ている。さらに、tRNAのL字型コアへの修飾の導入において、tRNA、ArcTGT、TruBから構成されると考えられる超分子複合体「モディフィコソーム」のX線構造解析を行うための準備として、TruBの発現・精製を行い、これらの三重複合体の形成をゲルシフトアッセイによって検証した。
22番目のアミノ酸として知られるピロリジンをtRNAに付加するピロリジルtRNA合成酵素(PylRS)の活性ドメインの構造を決定し、特殊なアミノ酸であるピロリジンの認識に関する重要な知見を得た。さらに、PylRSが非天然のアミノ酸をtRNAに付加する特性があることが明らかになり、バイオテクノロジーへの応用が期待できる。また、同様に非天然アミノ酸であるヨードチロシンを結合した変異体チロシルtRNA合成酵素(TyrRS)の構造解析により、人工アミノ酸の取り込みのメカニズムを明らかにした。
2.DNAの複製と相同組み換え
減数分裂において染色体の相同組換反応をつかさどるタンパク質Dmc1の結晶構造を解明した。Dmc1は、8量体のリングが二重に重なり合ったダブルリング構造をとっており、これに基づいて、リングの中心の穴に二重鎖DNAが、リング-リング間の隙間に出来た穴に単鎖DNAがそれぞれ結合する相同組換中間体の新たなモデルを提唱した。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (10件)

  • [雑誌論文] Crystal structure of the RNA 2'-phosphotranse from Aeropyrum pernix K12005

    • 著者名/発表者名
      Kato-Murayama M.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. (in press)

  • [雑誌論文] Crystal structure of tRNA adenosine deaminase TadA from Aquifex aeolicus2005

    • 著者名/発表者名
      Kuratani M.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. (in press)

  • [雑誌論文] Structural snapshots of the KMSKS loop rearrangement for amino-acid activation by bacterial tyrosyl-tRNA synthetase2005

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T.
    • 雑誌名

      J.Mol.Biol. 346

      ページ: 105-117

  • [雑誌論文] Structural basis of non-natural amino acid recognition by an engineered aminoacyl-tRNA synthetase for genetic code expansion2005

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102

      ページ: 1366-1371

  • [雑誌論文] tRNA recognition by glutamyl-tRNA reductase.2004

    • 著者名/発表者名
      Randau L.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 34931-34937

  • [雑誌論文] The Escherichia coli argU10(Ts) phenotype is caused by a reduction in the cellular level of the argU tRNA for the rare codons AGA and AGG2004

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto K.
    • 雑誌名

      J.Bacterlol. 186

      ページ: 5899-5905

  • [雑誌論文] Structural basis for octameric ring and DNA Interaction of the human homologous-airing protein Dmc12004

    • 著者名/発表者名
      Kinebuchi T.
    • 雑誌名

      Mol.Cell 14

      ページ: 363-374

  • [雑誌論文] Expression and purification of recombinant human histones2004

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Y.
    • 雑誌名

      Methods 33

      ページ: 3-11

  • [雑誌論文] Deep knot structure for construction of active site and cofactor binding site of tRNA modification enzyme2004

    • 著者名/発表者名
      Nureki O.
    • 雑誌名

      Structure 12

      ページ: 593-602

  • [雑誌論文] Site-specific incorporation of a photo-crosslinking component into RNA by T7 transcription mediated by unnatural base pairs2004

    • 著者名/発表者名
      Kimoto M.
    • 雑誌名

      Chem.Biol. 11

      ページ: 47-55

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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