転写・翻訳を担う超分子複合体RNAポリメラーゼおよびリボソームの結晶構造解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20247008
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所 (2010-2011); 東京大学 (2009); 東京学芸大学 (2008)
• 研究代表者: 横山 茂之 独立行政法人理化学研究所, 生命分子システム基盤研究領域, 領域長 (00159229)
• 研究分担者: 関根 俊一 東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (50321774) ; 伊藤 拓宏 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (70401164) ; 藤井 佳史 東京大学, 大学院・理学系研究科, 特任助教 (30392096)
• 連携研究者: 関根 俊一 東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (50321774) ; 伊藤 拓宏 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (70401164) ; 藤井 佳史 東京大学, 大学院・理学系研究科, 特任助教 (30392096)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 転写 / RNAポリメラーゼ / 転写因子 / 翻訳 / リボソーム / 翻訳開始因子 / X線結晶構造解析

研究概要

遺伝子発現の根幹である転写および翻訳においてそれぞれ中核的な役割を担うRNAポリメラーゼおよびリボソームについて、転写・翻訳の構造基盤を解明すべく構造生物学研究を行った。原核生物のRNAポリメラーゼやリボソームを中心に形成される巨大複合体の構造解析を行うとともに、真核生物の転写・翻訳関連因子の調製法の確立および構造解析を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Structural basis of transcription by bacterial and eukaryotic RNA polymerases (2012)
  • 著者名/発表者名: Sekine, S., Tagami, S. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Curr. Opin. Struct. Biol. 巻: 22 ページ: 110-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of the C17/25 subcomplex from Schizosaccharomyces pombe RNA Polymerase III (2011)
  • 著者名/発表者名: Ehara, H., Sekine, S. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Protein Sci 巻: 20 ページ: 1558-1565
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel conformation of RNA polymerase sheds light on the mechanism of transcription (2011)
  • 著者名/発表者名: Tagami, S., Sekine, S. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Transcription 巻: 2 ページ: 162-167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of bacterial RNA polymerase bound with a transcription inhibitor protein (2010)
  • 著者名/発表者名: Tagami, S., Sekine, S., Kumarevel, T., Hino, N., Murayama, Y., Kamegamori, S., Yamamoto, M., Sakamoto, K. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Nature 巻: 468 ページ: 978-982
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of an archaeal homologue of the bacterial Fmu/RsmB/RrmB rRNA cytosine 5-methyltransferase (2010)
  • 著者名/発表者名: Hikida, Y., Kuratani, M., Bessho, Y., Sekine, SI. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr 巻: 66(12) ページ: 1301-1307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Codon Reassignment in the Escherichia coli Genetic Code (2010)
  • 著者名/発表者名: Mukai, T., Hayashi, A., Iraha, F., Sato, A., Ohtake, K., Yokoyama, S. and Sakamoto, K.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 38 ページ: 8188-8195
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of Methanocaldococcus jannaschii Trm4 complexed with sinefungin (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuratani, M., Hirano, M., Goto-Ito, S., Itoh, Y., Hikida, Y., Nishimoto, M., Sekine, SI., Bessho, Y., Ito, T., Grosjean, H. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 巻: 401(3) ページ: 323-333
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the major role of O-phosphoseryl-tRNA kinase in the UGA-specific encoding of selenocysteine (2010)
  • 著者名/発表者名: Chiba, S., Itoh, Y., Sekine, S. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 39 ページ: 410-420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structurally Designed Trans-2-phenylcyclopropylamine Derivatives Potently Inhibit Histone Demethylase LSD1/KDM1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Mimasu, S., Sato, S., Umezawa, N., Higuchi, T., Umehara, T. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 49 ページ: 6494-6503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two enzymes bound to one transfer RNA assume alternative conformations for consecutive reactions (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, T. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Nature 巻: 467 ページ: 612-616
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of Nondiscriminating Glutamyl-tRNA Synthetase from Thermotoga maritime (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito, T., Kiyasu, N., Matsunaga, R., Takahashi, S. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr 巻: 66(7) ページ: 813-820
  • 査読あり
• [雑誌論文] The C-terminal BAG Domain of BAG5 Induces Conformational Changes of the Hsp70 Nucleotide-binding Domain for ADP-ATP Exchange (2010)
  • 著者名/発表者名: Arakawa, A., Handa, N., Ohsawa, N., Shida, M., Kigawa, T., Hayashi, F., Shirouzu, M. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Structure 巻: 18 ページ: 309-319
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of Thermus thermophilus transcription elongation complex bound to Gfh1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Tagami, S., Sekine, SI., Kumarevel, T., Yamamoto, M. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun 巻: 66(1) ページ: 64-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of theαsubunit of human translation initiation factor 2B (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiyama, T. B., Ito, T., Imataka, H. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 巻: 392 ページ: 937-951
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tertiary structure checkpoint at anticodon loop modification in tRNA functional maturation (2009)
  • 著者名/発表者名: Goto-Ito, S., Ito, T., Kuratani, M., Bessho, Y. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol 巻: 16 ページ: 1109-1115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of human selenocysteine tRNA (2009)
  • 著者名/発表者名: Itoh, Y., Chiba, S., Sekine, SI. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 37 ページ: 6259-6268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unique protein architecture of alanyl-tRNA synthetase for aminoacylation, editing, and dimerization (2009)
  • 著者名/発表者名: Naganuma, M., Sekine, SI., Fukunaga, R. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 106 ページ: 8489-8494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of selenophosphate synthetase essential for selenium incorporation into proteins and RNAs (2009)
  • 著者名/発表者名: Itoh, Y., Sekine, SI., Matsumoto, E., Akasaka, R., Takemoto, C., Shirouzu, M. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 巻: 385 ページ: 1456-1469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transplantation of a tyrosine editing domain into a tyrosyl-tRNA synthetase variant enhances its specificity for a tyrosine analog (2008)
  • 著者名/発表者名: Oki, K., Sakamoto, K., Kobayashi, T., Sasaki, H. M. and Yokoyama, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 105 ページ: 13298-13303
  • 査読あり
• [学会発表] Crystal structure of bacterial RNA polymerase bound with a transcription inhibitor protein (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, S
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conferences Mechanism & Regulation of Procaryotic Transcription
  • 発表場所: Saxtons River, USA
  • 年月日: 20110619-24
• [学会発表] Crystal Structure of theαSubunit of Human Eukaryotic Initiation Factor 2B (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiyama, T. B.
  • 学会等名: RNA2011
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20110614-18
• [学会発表] RNAポリメラーゼの新規コンフォメーションと機能の関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田上俊輔
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 20110607-09
• [学会発表] グルタミン-トランスアミドソームの結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤拓宏
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会(BMB2010)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] X-ray crystal structure of okadaic acid binding protein 2.1 (2010)
  • 著者名/発表者名: 江原晴彦
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会(BMB2010)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] RNAポリメラーゼの新規構造状態:トランスロケーションと転写制御のメカニズム解明への手掛り (2010)
  • 著者名/発表者名: 田上俊輔
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会(BMB2010)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] 翻訳開始因子eIF2Bαによるリン酸基認識機構の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 檜山卓也
  • 学会等名: 第12回RNAミーティング
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100727-29
• [学会発表] O-ホスホセリルtRNAキナーゼとセレノシステインtRNA複合体の結晶構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤弓弦
  • 学会等名: 第12回RNAミーティング
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100727-29
• [学会発表] アラニルtRNA合成酵素によるG・U塩基対認識の構造基盤 (2010)
  • 著者名/発表者名: 永沼政広
  • 学会等名: 第12回RNAミーティング
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100727-29
• [学会発表] グルタミン-トランスアミドソームの結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤拓宏
  • 学会等名: 第12回RNAミーティング
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100727-29
• [学会発表] RNAポリメラーゼの新規コンフォメーション状態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田上俊輔
  • 学会等名: 第12回RNAミーティング
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100727-29
• [学会発表] Structural basis of transcription regulation revealed by the crystal structure of Thermus thermophilus RNA polymerase elongation complex bound with a transcriptional regulator Gfh1 (2009)
  • 著者名/発表者名: 関根俊一
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20091209-12
• [学会発表] Crystal structure of an RNA polymerase translocation intermediate (2009)
  • 著者名/発表者名: 田上俊輔
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20091209-12
• [学会発表] Crystallography of bacterial RNA polymerase complexed with transcription factors (2008)
  • 著者名/発表者名: 田上俊輔
  • 学会等名: XXI Congress of the international Union of Crystallography(IUCr2008)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-08-23
• [学会発表] 翻訳開始因子eIF2B□のX線結晶構造解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 檜山卓也
  • 学会等名: 第10回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-07-23