翻訳制御への役割が期待される新規GTP結合蛋白質GSPTの機能解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12672106
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 星野 真一 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (40219168)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 紺谷 圏二 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (30302615) ; 仁科 博史 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (60212122) ; 堅田 利明 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (10088859)
• Keywords: mRNA / GTP結合蛋白質 / 翻訳終結 / poly(A) / poly(A)結合蛋白質

Research Abstract

GSPTファミリーの遺伝子産物は,翻訳伸長因子eEF1Aと相同なC末端側領域に加え,ファミリー間で相同性の低いN末端領域をもつ。我々は,先にGSPTがC領域を介して翻訳終結因子eRF1と結合するeRF3として機能することを,さらにN領域を介してpoly(A)結合蛋白質PABPの機能を制御することを見出した。本研究においては,酵母を用いた解析から,GSPTがN領域を介してmRNAの分解を制御することを証明した。mRNA分解の律速段階はポリA尾部の短縮化にあるが,GSPTのN領域の欠失変異体ではmRNAのポリA鎖の短縮化が阻害され,GSPTはN領域を介したPABPとの相互作用によりmRNAの分解を制御していることが示された。従って,GSPTはmRNAの翻訳の最終段階である翻訳終結において,C領域を介してeRF1を終止コドンに運搬し翻訳終結反応を行った後,N領域を介してPABPと相互作用して,翻訳を終えたmRNAの分解を制御するという合目的的な役割を担うと考えられる。
また,GSPTと近縁の遺伝子産物であるHBS1においては,N領域に結合する因子としてmRNAのAU rich配列結合蛋白質でもあるグリセルアルデヒド三リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)を見出したが,本研究においてHBS1破壊株を作製し,mRNA分解過程に及ぼす効果について検討した結果,破壊株においてはAU rich配列を有するmRNAの半減期の延長が観察された。さらに精製蛋白質を用いた生化学的解析から,AU rich RNAへのGAPDHの結合に対してHBSは阻害的に働くことが示され,HBSはmRNA AU rich配列に結合しているGAPDHを引き剥がし,mRNAの分解促進に働くことが見出された。
このようにN領域を介したmRNA動態の制御は,GSPTファミリーに属する他のGTP結合蛋白質においても確認しており,このファミリーに共通の作用機序であると考えられる。