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2021 年度 実績報告書

翻訳サイクルの広範に働くリボソームストーク蛋白質の多彩な分子機能

研究課題

研究課題/領域番号 19H03155
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, フェロー (50143764)

研究分担者 伊東 孝祐  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20502397)
西川 周一  新潟大学, 自然科学系, 教授 (10252222)
石野 園子  九州大学, 農学研究院, 准教授 (80399740)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードリボソーム / リボソームストーク蛋白質 / 翻訳因子 / YchF / 翻訳 / 蛋白質合成 / EF1A / YchF
研究実績の概要

リボソームの蛋白質成分の一部であるストーク蛋白質は、各種GTPase翻訳因子をリボソームの機能中心に運び、GTP加水分解を促進して翻訳サイクルの各段階に寄与するが、その多彩な分子機構の解明は複雑な翻訳の仕組みを理解する上で重要である。本研究は、a)EF1A・GTPとストーク間の結合機構、b)EF1A・GDP→EF1A・GTPのヌクレオチド交換時におけるストーク・EF1A間相互作用の切り替え機構、さらに、c)新規GTPase因子YchFとストーク間の相互作用を解析し、動的翻訳機構へのストーク蛋白質の機能解明を目的としている。2021年度は主に課題cに取り組み、YchFとストーク蛋白質の相互作用に関して次の点を明らかにした。
古細菌(Pyrococcus furiosus)のストーク蛋白質aP1とYchF間の結合性をゲル電気泳動とpull-down法により証明した。また、aP1のC末端の18アミノ酸を削除したaP1ΔCのYchFとの結合性は消失しaP1のC末端部位の結合への寄与を立証した。
古細菌YchFと酵母の相同体(Ola1)がリボソームへの結合性を保有することをショ糖密度勾配遠心法により示した。その結合部位をフットプリント法により解析したところ、GTPaseセンターと呼ばれる機能中心への結合であることが判明した。
古細菌YchFのリボソームに依存するGTPase活性を検出し、この活性へのaP1C末端部位の関与をC末端の18残基よるなる合成ペプチドを使用した競合実験により明らかにした。さらに、興味深いことに、このGTPase活性がtRNA添加により大きく促進されることを示した。
以上の結果より、aP1ストーク蛋白質はC末端を介して新規因子YchFと結合し、リボソームのGTPaseセンターにリクルートし、tRNAの共存下でGTPの加水分解に寄与することが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 その他

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

  • [国際共同研究] The Chinese University of Hong Kong(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      The Chinese University of Hong Kong
  • [雑誌論文] The flexible N-terminal motif of uL11 unique to eukaryotic ribosomes interacts with P-complex and facilitates protein translation2022

    • 著者名/発表者名
      L. Yang, K.-M. Lee, C. W.-H. Yu, H. Imai, K. Ito, T. Uchiumi, K.-B. Wong et al.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: - ページ: in press

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A novel ribosome-dimerization protein found in the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus using ribosome-associated proteomics2022

    • 著者名/発表者名
      C. Yaeshima, N. Murata, S. Ishino, I. Sagawa, K. Ito, T. Uchiumi
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 593 ページ: 116-121

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.01.043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural insights into the switching off of the interaction between the archaeal ribosomal stalk and aEF1A by nucleotide exchange factor aEF1B2021

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, K. Ito, T. Miyoshi, R. Murakami, T. Uchiumi
    • 雑誌名

      J. Mol. Biol.

      巻: 433 ページ: 167046

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2021.167046

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] リボソームストークタンパク質とEF1Aの相互作用はEF1Bにより解消される2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆寛、伊東孝祐、三好智博、村上僚、内海利男
    • 学会等名
      第16回無細胞生命科学研究会
  • [学会発表] Direct visualization of translational GTPase factor pool formed around the archaeal ribosomal P-stalk by high-speed AFM2021

    • 著者名/発表者名
      今井 大達, 内海 利男, 古寺 哲幸
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
  • [学会発表] Structural and functional analysis of the interaction between family D-DNA polymerase and CMG-like helicase in the replisome of Thermococcus kodakarensis2021

    • 著者名/発表者名
      沖 啓輔、永田麻梨子、山上 健、沼田倫征、石野園子、大山拓 次、石野良純
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会 Workshop “What is life in a microbe?”
    • 招待講演
  • [学会発表] 有性生殖過程の核融合を阻害する化合物の探索と解析2021

    • 著者名/発表者名
      小林那奈美、斎藤圭吾、佐藤綾人、伊丹健一郎、西川周一
    • 学会等名
      新潟生化学懇話会
  • [備考] Uchiumi-Ito Lab

    • URL

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

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公開日: 2022-12-28  

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