| 研究課題/領域番号 |
21370078
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
内海 利男 新潟大学, 自然科学系, 教授 (50143764)
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| 研究分担者 |
伊東 孝祐 新潟大学, 自然科学系, 助教 (20502397)
姚 閔 北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 准教授 (40311518)
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| キーワード | リボソーム / リボソームタンパク質 / タンパク質合成 / リボソームストーク / GTPaseセンター / 結晶構造 / タンパク質複合体 / 部位特異的アミノ酸置換 |
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| 研究概要 |
平成21年度までの研究で、古細菌リボソームGTPaseセンターのストーク複合体aP0(aP1)_2(aP1)_2(P1)_2と真核の相同体P0(P1-P2)(P1-P2)は機能面で等価で、かつそれぞれに特徴もあることが判明し、双方の性質を互いに生かすことでストーク複合体の構造、機能、動態の本質を探る研究を進めてきた。平成22年度は主に次のような成果が得られた。
A. 古細菌aP1と翻訳因子間の直接的結合性
aP1二量体と翻訳因子aEF-2がin vitroで直接に結合することゲルシフト法で検出した。この結合に関わるaP1部位はC末端に存在する高度に保存された疎水性アミノ酸であることを、アミノ酸置換法や、合成ペプチドを用いた結合競合実験により明らかにした。意外なことに、この結合性はaEF-2がGTP結合型でもGDP結合型でも同等で、この間の相互作用はリボソーム上のGTP加水分解の前後で維持されることが初めて示された。また、古細菌ストーク複合体に複数のaEF-2分子の結合が検出され、各ストークが独立して翻訳因子と相互作用することが示された。
B. 真核ストーク複合体の構造・機能解析
古細菌ストーク複合体の構造と機能に関する知見を真核ストーク複合体を用いて検証した。まず、古細菌aP0上のaP1ストーク結合部位を結晶構造上で同定し、それに対応する真核P0上の疎水性アミノ酸を他に置換し、真核P1-P2ヘテロ二量体の結合性を分析した。その結果、真核のヘテロストーク二量体と古細菌のホモ二量体はともにP0の保存された疎水性アミノ酸と結合し、複合体形成の仕組みが保存されていることが示された。また真核P1とP2のC末端の疎水性アミノ酸の置換によりEF-2依存のGTPase活性が著しく低下し、ストークC末端と翻訳因子間の機能的相互作用は生物進化上保存された重要な仕組みであることが判明した。
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