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メチル基転移酵素の多くは、S-adenosyl-L-methionine(AdoMet)を補酵素として、核酸、糖、タンパク質など、生体高分子の様々な部位を修飾する。tRNA分子の成熟化において、メチル基転移修飾は最も基本的な必須の酵素反応であり、基質tRNAの塩基特異的に非常に多くの酵素が存在する。研究代表者は、tRNAメチル基転移酵素と人工合成AdoMet類似体を用いて、メチル基以外の非天然官能基がtRNA分子に高効率で取り込まれることを確認した。今年度、特定の20炭素単位の官能基(GABA)を結合させたAdoMet類似体を新たに有機化学合成し、tRNAのセントラルコア領域26位のグアノシンを修飾するTrm1メチル基転移酵素が、GABA官能基をtRNA基質に直接に取り込むことを確認した。さらにtRNAの各領域を修飾する代表的なメチル基転移酵素を4種類選定し、同じGABA転移反応を試みた所、2つの酵素で人工官能基がtRNAに取り込まれた。GABA官能基末端を蛍光標識することで、人工官能基転移反応に成功したtRNA基質の均一な蛍光標識試料を準備し、RNA・タンパク質複合体の結晶を作成した。レーザー照射により、結晶からの蛍光発色の観測に成功し、微小結晶X線回折測定法の開発へ目途を付けた。また、転移反応の効率改善のため、メチル基転位酵素の立体構造上の補酵素位置を特定することを目的として、Trm1メチル基転移酵素・AdoMet基質複合体の結晶構造を分析した。人工官能基を転移出来るメチル基転移酵素の種類数を増やすため、新たにTrm4メチル基転移酵素とFmuメチル基転移酵素の結晶も作成し、X線構造解析に成功した。GABAの嵩高い官能基が、これらのメチル基転位酵素の触媒ポケットにて、どのように立体障害を避けているか分析し、転移効率の低い酵素において変異体デザインの情報とする。
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