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2017 年度 実績報告書

前駆体tRNAプロセシング酵素の構造と機能の解明とその有効利用

研究課題

研究課題/領域番号 15H04487
研究機関九州大学

研究代表者

木村 誠  九州大学, 農学研究院, 学術特任教員 (10204992)

研究分担者 中島 崇  九州大学, 農学研究院, 助教 (20380553)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード超好熱性アーキア / リボヌクレアーゼ P / 透過型電子顕微鏡
研究実績の概要

リボヌクレアーゼP(RNase P)は、前駆体tRNAの5´末端余剰配列のプロセシングを触媒するエンドヌクレアーゼで、RNAとタンパク質から構成されているリボ核タンパク質酵素である。超好熱性アーキアRNase P RNA(PhopRNA)は、それ自身では触媒活性を示さず、5種のタンパク質(PhoPop5、PhoRpp21、PhoRpp29、PhoRpp30、PhoRpp38)との相互作用によりその触媒活性が活性化さる。本研究では、P.horikoshii RNase Pの高次構造モデル(3-Dモデル)を構築するとともに、再構成酵素・RNase Pを精製し、その構造を透過型電子顕微鏡により検討した。
まず、各タンパク質の結晶構造と各タンパク質とPhopRNAの相互作用部位に関する情報に基づき、RNase Pの3-Dモデルを構築した。その結果、RNase Pは185 x 85 x 85Åのサイズを示し、PhoPop5とPhoRpp30のヘテロ4量体がPhoPop5のC-末端ヘリックスを介してPhopRNAのヘリックスP3とP16に結合し、PhoRpp21とPhoRpp29はヘテロ二量体を形成して、PhopRNAのへリックスP11とP12を繋ぐ一本鎖ループに結合していることを示した。一方、PhoRpp38はPhopRNAの3箇所のK-ターンに結合していた。
次に、RNase Pの高次構造情報を得るために、再構成酵素・RNase Pを各種クロマトグラフィーにより精製した。続いて、再構成酵素の構造をネガティブ染色法による透過型電子顕微鏡で解析したところ、RNase Pは185 x 95 x 95 Åのサイズを示し、RNase Pの3-Dモデル構造を重ねたところ、比較的良く一致し、今後、電子顕微鏡による単粒子解析により、超好熱性アーキアRNase Pの高次構造が決定できる可能性を示唆した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Crystal structure of an archaeal ribonuclease P protein Rpp38 in complex with RNA fragments containing a K-turn motif2018

    • 著者名/発表者名
      K. Oshima, X. Gao, S. Hayashi, T. Ueda, T. Nakashima, and M. Kimura
    • 雑誌名

      Acta Cryst.

      巻: F74 ページ: 57-64

    • DOI

      10.1107/S2053230X17018039

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A three-dimensional model of RNase P of the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii OT32017

    • 著者名/発表者名
      X. Gao, K. Oshima, T. Ueda, T. Nakashima, and M. Kimura
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 493 ページ: 1063-1068

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.09.085

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 核酸結合タンパク質の構造機能相関と機能開発2017

    • 著者名/発表者名
      木村 誠
    • 学会等名
      日本農芸化学会支部合同大会
  • [図書] アーキア生物学2017

    • 著者名/発表者名
      木村 誠 等
    • 総ページ数
      201
    • 出版者
      共立出版
    • ISBN
      978-4-320-05785-2

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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