リボソーム複合体中でのタンパク質の動的構造解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15790027
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 吉田 卓也 大阪大学, 薬学研究科, 助手 (00294116)
• Keywords: リボソーム / タンパク質 / 動的構造 / NMR / 構造生物学 / RRF

Research Abstract

本研究の目的は、主にNMR法によって超分子複合体中でのタンパク質分子の動的構造を詳細に解析するための方法論を開発し、応用することである。対象としては、リボソームと、現在研究代表者らのグループで立体構造決定、及び各種の物理化学的解析が進んでいるリボソーム再生因子(RRF)を用いている。平成15年度においては、まずリボソーム再生因子(RRE)及びその変異体について安定同位体標識した試料を発現・調製し、RRF単独での動的構造を、分子動力学シミュレーション及び核磁気緩和解析によって研究した。その結果、2ドメインからなるRRF分子において、ドメインの相対配置の変化に対応する遅い分子内運動が存在することを明らかにした(Yoshida, T.et al.,(2003)Biochemistry 42,4101-4107)。さらに、その運動性と、RRFの由来や、ドメインを連結するヒンジ部分のアミノ酸配列との相関を解析したところ、RRF分子のフレキシビリティーとリボソーム再生活性に相関が見られることが分かった。また、プローブ分子の導入及びリボソームとの架橋実験に用いるため、部位特異的にシステイン残基を導入した変異体RRFの発現系を網羅的に構築した。それら変異体とリボソームの架橋実験を行い、RRFとリボソームの相互作用点の幾つかを明らかにした。
現在、以上のような成果に基き、リボソームとRRFの複合体形成条件を最適化しつつ、複合体中でのRRFの構造情報をNMR(TROSY測定、転移NOE測定、飽和移動測定等)及びその他の手法により抽出することを試みている。

Research Products

• [Publications] Yoshida, T.et al.: "Characteristic domain motion in the ribosome recycling factor revealed by 15N NMR relaxation experiments and molecular dynamics simulations."Biochemistry. 42. 4101-4107 (2003)
• [Publications] Nakano, H.et al.: "Structure and binding mode of a ribosome recycling factor (RRF) from mesophilic bacterium."Journal of Biological Chemistry. 278. 3427-3436 (2003)
• [Publications] Hemmi, H.et al.: "Inhibitory specificity change of the ovomucoid third domain of the silver pheasant upon introduction of an engineered Cys14-Cys39 bond"Biochemistry. 42. 2524-2534 (2003)
• [Publications] Takashima, K.et al.: "Distribution Computing and NMR Constraint Based High Resolution Structure Determination : Applied for Bioactive Peptide Endothelin-l to Determine C-terminal Folding"Journal of American Chemical Society. in press. (2004)
• [Publications] Takinowaki, H.et al.: "1H,13C and 15N resonance assignments of the N-terminal 16kDa domain of Escherichia coli Ada protein."Journal of Biomolecular NMR. in press. (2004)