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2018 年度 実績報告書

翻訳リサイクルにおけるリボソームstalk蛋白質の機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04741
研究機関新潟大学

研究代表者

内海 利男  新潟大学, 自然科学系, 教授 (50143764)

研究分担者 西川 周一  新潟大学, 自然科学系, 教授 (10252222)
伊東 孝祐  新潟大学, 自然科学系, 助教 (20502397)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードリボソーム / リボソームタンパク質 / 翻訳 / リサイクリング / ABCE1 / Rli1 / タンパク質合成
研究実績の概要

遺伝情報の翻訳では、開始、伸長、終結のステップを終えたリボソームは、リサイクル機構により再生され、新たな翻訳に利用されている。最近、このリサイクル反応に寄与する因子として、ABCE1(ATPase)が同定され注目されている。本研究では“stalk”と呼ばれる機能性リボソームタンパク質に注目し、ABCE1との結合性およびその機能面への意義について解析してきた。
平成30年度は、古細菌Pyrococcus furiosusのABCE1の結晶構造の精査と各種変異体を用いた生化学的結合実験から、stalkタンパク質は類似した2つのドメインから成るABCE1のドメイン1に結合するが、ドメイン2への結合性は検出されなかった。これは両ドメイン構造のわずかな差に帰因すると推察した。
stalkタンパク質とABCE1間の相互作用の機能面の解析は、酵母の系を用いた。平成29年度に調製した酵母ABCE1(Rli1)のドメイン1への変異体を用いたin vitro機能解析の結果、stalkタンパク質との結合性が低下したRli1は酵母リボソーム依存のATPase活性が低下するばかりでなく、80Sリボソームをサブユニットに解離させる活性も低下することを明らかにした。さらに、酵母ゲノム中のRli1の発現を抑制し、プラスミドにより野生型と各種変異型Rli1を添加する系を構築し、この系を用い、stalkとRli1ドメイン1間の相互作用を崩壊させると、細胞成育が妨げられることを明確に示した。
これまで、stalkタンパク質はGTPase翻訳因子と協調的に機能することが知られていたが、本研究により始めて、ATPase翻訳因子である ABCE1との機能協調が立証された。また、リボソームstalkタンパク質が各種 GTPase因子に加えてATPase因子と相互作用し翻訳過程全般にはたらくことが判明した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Lethbridge(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of Lethbridge
  • [国際共同研究] Kansas State University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Kansas State University
  • [雑誌論文] High-resolution crystal structure of peptidyl-tRNA hydrolase from Thermus thermophiles2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, A., Uehara, Y., Shimizu, Y., Ueda, T., Uchiumi, T., and Ito, K.
    • 雑誌名

      Proteins

      巻: 87 ページ: 226-235

    • DOI

      10.1002/prot.25643

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The ribosomal stalk protein is crucial for the action of the conserved ATPase ABCE12018

    • 著者名/発表者名
      Imai, H., Abe, T., Miyoshi, T., Nishikawa, S., Ito, K., and Uchiumi, T.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 46 ページ: 7820-7830

    • DOI

      10.1093/nar/gky619

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The interaction between the ribosomal stalk proteins and translation initiation factor 5B promotes translation initiation2018

    • 著者名/発表者名
      Murakami, R., Singh, C.R., Morris, J., Tang, L., Harmon, I., Azuma, T., Miyoshi, T., Ito, K., Asano, K., and Uchiumi T.
    • 雑誌名

      Mol. Cell Biol.

      巻: 38 ページ: e00067-18

    • DOI

      10.1128/MCB.00067-18

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The C-terminal helix of ribosomal P stalk recognizes a hydrophobic groove of elongation factor 2 in a novel fashion2018

    • 著者名/発表者名
      Tanzawa, T., Kato, K., Girodat, D., Ose, T., Kumakura, Y., Wieden, H.J., Uchiumi, T., Tanaka, I., and Yao, M.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 46 ページ: 3232-3244

    • DOI

      10.1093/nar/gky115

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 新規古細菌リボソーム結合タンパク質aYchFの構造・機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      宮島百香、青木彩香、今井大達、村田菜摘、伊東孝祐、内海利男
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ペプチジルtRNA加水分解酵素Pth2の構造・機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      茅原真晃、中筋航、上原祐二、内海利男、伊東孝祐
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ペプチジルtRNA加水分解酵素・プロテアソーム輸送タンパク質複合体のX線結晶構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      市邨晃久、笠原杏子、今井大達、上原祐二、西川周一、内海利男、伊東孝祐
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 新規古細菌タンパク質aYchFのリボソームリクルート機構に関する構造学・生化学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      青木彩香、宮島百香、今井大達、村田菜摘、伊東孝祐、内海利男
    • 学会等名
      第5回リボソームミーティング
  • [学会発表] リボソームストークによるATP加水分解酵素ABCE1の機能促進機構2018

    • 著者名/発表者名
      今井大達、阿部高也、三好智博、西川周一、伊東孝祐、内海利男
    • 学会等名
      第5回リボソームミーティング
  • [学会発表] ATP加水分解酵素ABCE1とリボソームストーク蛋白質間の機能的相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      今井大達、阿部高也、三好智博、西川周一、伊東孝祐、内海利男
    • 学会等名
      第20回日本RNA学会年会
  • [備考] Uchiumi-Ito Lab

    • URL

      https://www.sc.niigata-u.ac.jp/biologyindex/uchiumi-ito/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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