RNAは生体内で最も多機能な高分子であり、タンパク質との複合化により、その機能と構造はさらに高度化する。本課題では、H21-22年度の本領域での成果を基盤に、リボソーム(2009年ノーベル化学賞受賞)に代表されるRNA-蛋白質複合体(RNP)の機能構造の構築原理とその進化の実証的解明を目指す。「RNA酵素(リボザイム)」を素材とし、ペプチド・モチーフとの複合化による機能向上、および新規RNAバイオモチーフの進化的創製を行う。具体的な2課題として、課題[1] ペプチド因子の組み込みによるモジュール集積型リボザイムの高機能化、課題[2] モジュール集積型リボザイムを用いた新規RNAバイオモチーフの進化工学による創成、を並行して実施した。H24年度は、課題[1]について、天然のRNA構造体をプラットフォームに用い、コンピュータモデリングによる分子設計と、新規なペプチド因子の化学合成、設計したリボザイムRNAの合成を行い、新規なペプチド連結反応を促進するリボザイムの性能を評価した。その結果、顕著なシングルターンオーバー条件化での反応促進と、一定の多重ターンオーバー化での促進効果を見いだした。だたしその効果については基質ペプチドの種類によって程度に差があった。課題[2]について、昨年度に機能解析を終了したGAACループを認識する新規RNAバイオモチーフの構造解析を生化学的に行った。その結果、新規モチーフは、当初予想した柔らかなinduced-fit型の分子認識でなく、pre-organizeした比較的硬い構造を有する事を見いだした。
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