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2014 年度 実績報告書

RNA合成酵素複合体の分子構造進化基盤

研究課題

研究課題/領域番号 26251009
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

富田 耕造  独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 上級主任研究員 (00345274)

研究期間 (年度) 2014-06-27 – 2017-03-31
キーワード構造解析 / RNA / 蛋白質
研究実績の概要

本年度は、QβウイルスRNA複製酵素と宿主由来の翻訳伸長因子EF-Tu、EF-Tsおよびリボソーム蛋白質S1のN末端領域(OBフォールドを3つ含む)の4者複合体の結晶化、構造決定に成功した。この4者複合体は、QβウイルスのゲノムRNA複製(プラス鎖RNAからマイナス鎖RNA)を行うことができるとともに、ウイルスRNA(プラス鎖)の3'末端からおよそ1000ヌクレオチド上流に位置する特定の領域(M-サイト)配列に依存して忠実にRNA複製を開始できることも,
申請者が構築した試験管内ゲノムRNA複製システムを用いて確認した。一連の構造解析、生化学的な解析から、リボソーム蛋白質S1はN末端に位置する2つのOBフォールドを介して複合体中のβサブユニットへのみ結合し、3番目のOBフォールドは複合体とは相互作用せず、複合体表面から溶媒中につきでていることが明らかになった。さらに、この3番目のOBフォールドのM-サイトRNAへの結合能力とQβウイルスのゲノム複製に相関があることも明らかになった。これらのことからリボソーム蛋白質S1の可動性をもつN末端から3番目に位置するOBフォールドがQβウイルスゲノムRNAを特異的に認識することによって、ゲノムRNAをQβウイルスRNA複製酵素複合体へリクルートし、その結果、Qβウイルスのゲノム複製開始が効率よく進行することが示唆された。このことは、蛋白合成開始に関わるリボゾーム蛋白質が、RNA合成開始因子として機能することを示唆する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画のうち、QβウイルスRNA複製酵素の3番目の宿主因子リボゾーム蛋白質S1の機能を構造、生化学的解析を通して明らかにできた。

今後の研究の推進方策

今後は、本申請で対象としている鋳型非依存的RNA合成酵素と各種RNAとの複合体の構造解析、機能解析を進める。これまで、いくつかの結晶が得られており、またそのうちのいくつかに関しては構造を決定できている。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Molecular insights into replication initiation by Qβ replicase using ribosomal protein S12014

    • 著者名/発表者名
      Takeshita D, Yamashita S Tomita K
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 42 ページ: 10823-10831

    • DOI

      doi: 10.1093/nar/gku745

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structures and Functions of Qβ Replicase: Translation factors beyond protein synthesis.2014

    • 著者名/発表者名
      Tomita K
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 15 ページ: 15552-15570

    • DOI

      doi:10.3390/ijms150915552

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Translocation and rotation of tRNA during template-independent RNA polymerizaion by tRNA nucleotidyltransferase2014

    • 著者名/発表者名
      Yamashita S, Takeshita D, Tomita K
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 22 ページ: 315-325

    • DOI

      doi: 10.1016/j.str.2013.12.002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Qβ レプリケースによるRNA合成の分子基盤2014

    • 著者名/発表者名
      富田耕造、竹下大二郎
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 86 ページ: 391-395

    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular mechanism of template-independent CCA-addition2014

    • 著者名/発表者名
      Kozo Tomita
    • 学会等名
      JAJ RNA (Joint Australia and Japan RNA meeting)
    • 発表場所
      Sydney Technology Univ, Sydney, Australia
    • 年月日
      2014-11-02 – 2014-11-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of Poly (U) Polymerase by ADP-ribosylation2014

    • 著者名/発表者名
      Takashi Nagaike &Kozo Tomita
    • 学会等名
      JAJ RNA (Joint Australia and Japan RNA meeting)
    • 発表場所
      Sydney Technology Univ, Sydney, Australia
    • 年月日
      2014-11-02 – 2014-11-05
  • [学会発表] Molecular basis for CC-addition by Aquifex aeolicus CC-adding enzyme2014

    • 著者名/発表者名
      Seisuke Yamashita & Kozo Tomita
    • 学会等名
      25th tRNA Conference
    • 発表場所
      Olympia Riviera Resort,Kyllini Pelopponese, Greece
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-25
  • [学会発表] Molecular mechanism of replication initiation of Qβ RNA by Qβ replicase2014

    • 著者名/発表者名
      Daijiro Takeshita & Kozo Tomita
    • 学会等名
      25th tRNA Conference
    • 発表場所
      Olympia Riviera Resort, Kyllini Pelopponese, Greece
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-25
  • [学会発表] Aquifex aeolicus CC酵素によるCC付加反応の分子基盤2014

    • 著者名/発表者名
      山下征輔、富田 耕造
    • 学会等名
      第16回 日本RNA学会年会
    • 発表場所
      ウインク愛知、名古屋
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [学会発表] QβレプリケースによるゲノムRNA複製開始の分子基盤2014

    • 著者名/発表者名
      竹下大二郎、富田 耕造
    • 学会等名
      第16回 日本RNA学会年会
    • 発表場所
      ウインク愛知、名古屋
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [学会発表] ADPリボシル化によるポリU付加酵素の制御機構2014

    • 著者名/発表者名
      永池崇、富田 耕造
    • 学会等名
      第16回 日本RNA学会年会
    • 発表場所
      ウインク愛知, 名古屋
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [学会発表] CC付加酵素によるCC配列合成の動的反応分子基盤2014

    • 著者名/発表者名
      山下征輔、富田 耕造
    • 学会等名
      第14回 日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      ワークピア横浜/横浜産貿易ホール, 横浜
    • 年月日
      2014-06-27 – 2014-06-28

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公開日: 2016-06-01  

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