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細胞生物学:哺乳類ミトコンドリアリボソームの大サブユニットの完全な構造

Nature 515, 7526 doi: 10.1038/nature13895

ミトコンドリアリボソーム(ミトリボソーム)は、細菌由来のリボソームで、広範囲に変化が生じており、ミトコンドリア内でのエネルギー変換やATP産生に重要な膜タンパク質の合成や膜への挿入に特化している。哺乳類の39Sと28Sサブユニットからなるミトリボソームは、その起源である細菌リボソームから大きく変化しており、細菌、真核生物の細胞質、菌類で見られるミトコンドリアリボソームに比べると、独自の性質を持っている。我々は以前、ブタ(Sus scrofa)のミトリボソームの39S大サブユニット(ヒトのミトリボソーム大サブユニットと非常に相同性が高い)の構造を4.9 Å分解能で決定した。本論文では、低温電子顕微鏡と化学架橋/質量分析法により、翻訳中に停止した状態のブタ・ミトリボソーム39S大サブユニットの3.4 Å分解能での完全な原子構造を示す。この構造から、50個のミトリボソームタンパク質の位置と折りたたみ方の詳細が明らかになり、ミトリボソームのペプチジルトランスフェラーゼについて、高度に保存されている活性部位が基質である転移RNA(tRNA)と複合体を形成した状態が示され、哺乳類ミトリボソーム中で新生タンパク質鎖が特異なトンネル出口へ向かう経路が明確になった。さらに、全ての細胞質リボソームで広く見られる構成成分である5SリボソームRNAが存在しないこのミトリボソームで、ミトコンドリアtRNAがその構造的代替物となる位置を占め、39Sサブユニットの中央部突起に組み込まれた不可欠な要素となっていることの証拠が得られた。

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