生命科学研究科の西田 菜七実さん、羽深 典之研究員と津下 英明教授等のグループの研究が国際学術雑誌　Toxins (Basel)の学術論文として掲載されました。

京都産業大学 生命科学研究科の西田 菜七実さん、羽深 典之研究員と津下 英明教授等のグループの研究が国際学術雑誌　Toxins (Basel)の学術論文として掲載されました。これは、日本女子大学、大阪大学、大阪医科薬科大学と進めている共同研究の一部です。

オシロイバナ由来の抗ウイルスタンパク質MAPは、広く植物に存在するリボソーム不活性化タンパク質（RIP）の仲間で、大腸菌リボソームを構成するRNAから、特異的に１つのアデニン塩基*だけを引き抜いてく、リボソームの機能を損なわせる、N-グリコシラーゼ活性を持っています。本研究では、複数のMAP変異体を作製、生産精製することで、1）その分子構造を解明し、活性のメカニズムを推定しました。2）他のRIPとの比較から、リボソームの特異性のメカニズムを明らかにしました。
*大腸菌23SリボソームRNAの2660番目のアデニン（A2660）、その領域のRNAをサルシン・リシン ループ（SRL）と呼びます。

内容

野生型MAP（wt-MAP）は、その毒性のために大腸菌での発現ができません。このためN-グリコシラーゼの活性部位に存在すると考えられた２つのアミノ酸を置換して不活性化したMAP（E168Qと R171Qの２つの変異をもつMAP-EQRQ）を大腸菌で発現し、結晶化、その結晶構造を2.1Å分解能で明らかにしました。次にMAPの活性をRT-qPCRをもちいて測定しました。wt-MAPとMAP E168Q、MAP R171Q、MAP-EQRQで結果を見ると、その活性はMAP-EQRQとMAP R171Qで大きく減少しました。また、AlphaFold3を用いて、wt-MAP、MAP E168Q、MAP R171Q、MAP-EQRQのそれぞれと12ntRNAの複合体構造を予測して、その構造を比較しました。AlphaFold3では５つの構造が出力されますが、wt-MAPとSRLのRNAの複合体構造では、そのRNAのA2660がフリップした均一の構造に収束することがわかりました（図１）。興味深いことに、MAP R171Qでは ２塩基横のアデニンA2662が異なる構造でフリップしていること、MAP―EQRQではRNAの構造に多型が見られることが明らかになり、これらの知見からMAPのR171がSRLへのN-グリコシラーゼ活性で特に重要な役割をすることを明らかにしました。
さらに、リボソームとRIPの相互作用を明らかにしたいと考えています（図２）。また抗ウイルス活性との関連についても、今後の研究で明らかにしたいと考えています。

図１
A wt-MAP, MAP E168Q, MAP R171Q, MAP-EQRQとSRL12nt RNAとの複合体の予測構造（AlphaFold3）　それぞれ５つの予測構造を重ねたもの。
RNA部分の構造に違いが見られる。
B wt-MAPとSRL 12nt RNAとの複合体の予測構造：どれもA2660がフリップアウトした均一な構造に収束した。このうちの１つの構造を示す。

図２　MAPはいかにリボソーム　サルシンリシン（SRL)ループを攻撃するか

論文情報

津下研究室