2017 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism of enzyme complexes catalyzing two-step reaction for Cys-tRNA synthesis
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15H04334
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
田中 勲 北海道大学, 先端生命科学研究院, 名誉教授 (70093052)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
姚 閔 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (40311518)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | X線結晶構造解析 / tRNA修飾 / アミノアシル合成酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
古細菌におけるCys-tRNA(Cys)生合成経路は，tRNAにアミノ酸を直接付加する通常の一段階の反応ではなく，２つの酵素（SepRS, SepCysS）が触媒する二段階の反応から成り立っている．近年，研究代表者らは，この反応経路に必須の第３のタンパク質SepCysEを同定し，SepCysEを含めた3者複合体(Transsulfursomeと命名)が反応の機能単位であることを明らかにした．本研究では，そのTranssulfursomeとtRNA複合体のＸ線結晶構造解析を行い，構造をもとに二段階の反応から成るアミノアシル化反応の分子機構を解明し，それを通して生命進化の謎に迫ることを本研究の目的としている． これまでのＸ線結晶構造解析により，SepCysEは２つのリンカーでつながった３つの構造単位から成り立っており，全体として，N-helix : linker1 : NTD : linker2 : CTDという構造をしていることが明らかになった．この構造をもとに SepCysEは，N-helixとNTD を利用して，SepRSとSepCysSを結合させ，また，CTDがtRNAを捕まえた後，２つのリンカー部の構造変化によって，tRNAをSepRSの活性部位からSepCysSの活性部位へ移動させるという仮説を立てた．この仮説を検証するために様々な変異体を作製し，tRNA結合実験および活性測定実験，電子顕微鏡観察を行い，実際に，TranssulfursomeがSepCysEの２本のリンカーを利用して構造変化をしながら１つ目の反応部位から２つ目の反応部位へtRNAを運んでいることを証明した．最終年度には，これらの結果を論文にまとめ国際誌に発表した．また，学会，ホームページ等でも広く公表した．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
