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生化学:鋳型非依存的RNA合成の構造的な基礎

Nature 430, 7000 doi: 10.1038/nature02712

転移RNAの3'末端CCAヌクレオチド配列(74-76の位置)は、アミノ酸付加およびタンパク質合成におけるリボゾームとの相互作用に必須である。CCA配列は、CTPまたはATPを基質として、「CCA付加酵素」である鋳型非依存的RNAポリメラーゼによって新規合成および(または)修復される。これまでの構造学的および生化学的研究にも関わらず、CCA付加酵素が核酸の鋳型なしに決まった配列を合成するメカニズムは未解決のままである。本研究で我々は、超好熱性細菌Aquifex aeolicus由来のCCA付加酵素の結晶構造を、末端アデノシンが欠けているプライマーtRNAおよび入ってくるATPアナログと結合した状態で、分解能2.8Åで示す。酵素はtRNA分子のアクセプターTヘリックスを包んで結合している。触媒ポケットにおいては、C75がATPに近接しており、それらの塩基部分はスタッキング相互作用をしている。tRNAのC74-C75を認識する相補的ポケットは最後から2番目の2つのヌクレオチドに対して「タンパク質性の鋳型」を形成しており、これは鋳型依存的ポリメラーゼによって用いられるヌクレオチドの鋳型を模倣している。これらの結果は変異型酵素の系統的解析によって裏付けられる。我々の構造は、入ってくるヌクレオチド選択の「プレ挿入」段階を示しており、鋳型非依存的RNA合成の根底にあるメカニズムの構造学的基礎を提供するものである。

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