Letter リボヌクレアーゼIIとそのRNA結合複合体によるRNA分解動態の解明 2006年9月7日 Nature 443, 7107 doi: 10.1038/nature05080 RNAの分解は、遺伝子発現の調節における決定因子の1つである。RNAの成熟、代謝回転、品質管理は、多種多様なリボヌクレアーゼによって行われている。主要なエキソリボヌクレアーゼであるリボヌクレアーゼII（RNアーゼII）は、これらの重要な過程のすべてにかかわっている。RNアーゼIIは単独で働くことも、エキソソームというRNAを分解する重要な多タンパク質複合体の成分として働くこともある。RNアーゼIIに似た酵素は、生物の三界すべてで見つかっているが、このファミリーのタンパク質については構造データがまったく得られていない。本論文では、大腸菌RNアーゼIIのリガンドに結合していない状態（分解能2.44Å）と、RNAに結合した状態（分解能2.74Å）のX線結晶構造について報告する。アミノ酸配列からの予想とは異なり、構造からはRNアーゼIIが、2個の寒冷ショックドメインと1個のRNB触媒ドメイン（前例のないαβフォールドが含まれる）および1個のS1ドメインという4つのドメインを形づくっていることがわかる。この酵素は、「アンカー」領域と「触媒」領域という2つの異なった領域でRNAと接しており、この2つが相乗的に働いて触媒反応を行う。活性部位は、RNB触媒ドメインの内部の、4個の保存されたアミノ酸配列モチーフでできたポケットの中に埋もれている。この構造から、触媒ポケットには一本鎖RNAしか近づけないことがわかり、DNAではなくRNAが特異的に切断される理由が説明できる。また、RNAの移動と酵素の連続反応性の基盤となる構造も示され、RNA分解の動的仕組みが説明できる。我々は、エキソヌクレアーゼによるRNA分解の反応機構を、保存された重要な残基の役割も含めて提案する。この三次元モデルは、RNアーゼIIのこれまでに得られているすべての生化学データを確認するもので、RNA分解の一般機構を説明できる。またこのモデルで、このファミリーに属するほかの酵素にも共通と思われる重要な構造特性が明らかになった。 Full Text PDF 目次へ戻る
