構造生物学：たった1つのG•U塩基対に基づくtRNAの選択的アミノアシル化機構

アミノアシルtRNA合成酵素は、tRNAにそれぞれ対応するアミノ酸を連結し、これが遺伝暗号の基盤となっている。進化の過程を通じて、アラニルtRNA合成酵素（AlaRS）は、アクセプターステム中で唯一の変則的塩基対G3•U70に依存し、主にk_catレベルでtRNA^Alaを選択してきた。今回我々は、古細菌AlaRSについて、G3•U70を持つtRNA^Alaとの複合体およびA3•U70を持つ変異型tRNA^Alaとの複合体の2種類の結晶構造を明らかにした。AlaRSは、G3•U70に副溝側と主溝側の両方から結合し、主溝の幅を広げる。G3•U70とA3•U70は形状が異なり、この違いはアクセプターステムを介して3′-CCA領域へと伝わる。その結果、G3•U70を持つtRNA^Alaの3′-CCA領域は、活性部位につながる反応経路に向かうが、A3•U70変異体の3′-CCA領域は、折れ曲がって反応につながらない経路へと向かう。この新規の機構により、たった1つの変則的塩基対で、k_catレベルで約100倍も違うtRNA選択の特異性を左右することが可能になる。

目次へ戻る