非タンパク主鎖骨格ペプチドを合成可能な改変型リボソームの創製

创建能够合成非蛋白质主链肽的修饰核糖体

基本信息

批准号：
14J09520
负责人：
藤野公茂
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya University (2015)The University of Tokyo (2014)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J09520/
关键词：
翻訳系リボソーム非タンパク質性アミノ酸ペプチド翻訳

项目摘要

翻訳反応の中心的役割を果たすリボソームは、多くの非タンパク質性アミノ酸を許容できることが近年明らかになってきた。しかし一方で、D体アミノ酸、β-アミノ酸、N-メチルアミノ酸などの、特殊な主鎖骨格を持つ非タンパク質性アミノ酸については、導入に大きな制限が存在する。そこで本研究では、『主鎖骨格が特殊な非タンパク質性アミノ酸を自由に導入可能な改変型リボソームの開発』を目的とした。巨大分子であるリボソームは、構造を予測して改変を行うことが難しいため、活性中心の近傍にランダム変異を加えたリボソームのライブラリから実験操作によって目的のリボソームを選択するという方法を用いることを計画した。平成26年度には、変異リボソームのライブラリ作製を完了し、目的の改変リボソームのみを、選択的に回収する条件の探索を行った。さらに本年、平成27年度には、実際に非タンパク質性アミノ酸を導入可能な改変リボソームの選択を行い、得られたリボソームの配列解析を行った。その結果、得られたリボソームはほとんど野生型であることが明らかになった。現状の方法では、ライブラリから変異リボソームの選択と増幅を繰り返し行うため、増幅されやすい野生型リボソームの割合が徐々に増加してしまったと考えられる。そこで今後は、増幅の過程を経ないで配列解析を行うことにより、解決が可能であると考えている。また、野生型リボソームによるβ-アミノ酸の導入についての詳細な解析も並行して続けた。その結果、翻訳に利用可能な多くのβ-アミノ酸が同定された一方、導入できないアミノ酸の存在も明らかになった。さらに、複数個のβ-アミノ酸を連続的に導入できないという、大きな制限についても明らかにした(J. Am. Chem. Soc., 2016)。この結果は、改変リボソームを開発するという本研究の必要性を示すものである。

近年来，在翻译反应中起着核心作用的核糖体近年来已经揭示了许多非蛋白质氨基酸可以耐受性。另一方面，另一方面，对非蛋白质氨基酸的引入有很大的限制，这些氨基酸具有特殊的主要清洁骨架，例如D身体氨基酸，β-氨基酸和N-甲基氨基酸。因此，在这项研究中，目的是开发一种改良的核糖体，该核糖体可以通过特殊清洁骨架自由引入非蛋白质氨基酸。由于核糖体很难预测和修改结构，因此计划使用一种从核糖体库中选择所需的核糖体的方法。在2014财年，完成了突变核糖体的文库，并有选择地收集目标修饰的核糖体的条件。此外，今年，2015年，我们选择了改良的核糖体，这些核糖体实际上可以引入非蛋白质氨基酸，并分析了所获得的核糖体。结果，很明显获得的核糖体几乎是野生的。在当前方法中，由于从文库中重复了突变核糖体的选择和放大，因此易于放大的野生核糖体的比率逐渐增加。因此，将来我们认为可以通过执行阵列分析而无需通过放大过程来解决该解决方案。此外，对野生核糖体引入β-氨基酸的详细分析继续并联。结果，尽管发现了许多可用于翻译的β-氨基酸，但揭示了无法引入的氨基酸的存在。此外，不能连续引入多种β-氨基酸的巨大限制（J.Am。Chem。Soc。，2016）。该结果表明了这项开发改良的核糖体的研究的必要性。