[crisp_bio注] 2018-05-19 テトラヒメナ・テロメアーゼのクライオ電顕構造解析論文へのリンク追加(*)
出典
  • 論文:"Cryo-EM structure of substrate-bound human telomerase holoenzyme" Nguyen THD, Tam J, Wu RA, Greber BJ, Toso D, Nogales E, Collins K. Nature 25 April 2018.
  • EMデータEMD-7518 The catalytic core of the cryo-EM structure of substrate-bound human telomerase holoenzyme (7.7Å 分解能);EMD-7519 The H/ACA ribonucleoprotein lobe of the cryo-EM structure of substrate-bound human telomerase holoenzyme (8.2Å 分解能);EMD-7521 Overall reconstruction of the human telomerase holoenzyme (10.2Å 分解能).
  • NEWS & VIEWS:"Detailed view of human telomerase enzyme invites rethink of its structure" Stone MD. Nature 25 APRIL 2018.
背景
  • テロメアーゼはタンパク質とRNAからなるリボ核タンパク質 (RNP)であり、テロメラーゼ逆転写酵素 (telomerase reverse transcriptase: TERT)サブユニットと長いノンコーディングテロメラゼRNA (non-coding telomerase RNA: TR)からなり、TRの一部をテンプレートとしてDNA反復配列を染色体末端に付加することで、ゲノム分裂時発生するテロメア損失を修復する。
全体構造
  • 研究チームは、これまでになく活性で一様なテロメラーゼの精製に成功し、クライオ電顕単粒子解析法によって、サブナノメーター分解能のヒト・テロメラーゼの構造を明らかにした。全体の構造は、屈曲した長いRNAをスキャフォールドとして種々のタンパク質が結合した2つのローブ (bilobe)で形作られていた。Bilobe構造自体は、既報の低分解能構造と整合していたが、bilobal構造がTERTとTRをセットとする二量体とするこれまでの解釈は否定され、2つのローブはそれぞれH/ACAローブと触媒コアにあたるとされた (参照 NEWS & VIEWS Figure 1)。
  • テロメラーゼについて、これまでの二量体モデルに対して単量体モデルが提唱されたが、この不整合は、おそらく酵素を精製する手法の違いによると思われるが、今回の構造は、広範な生物でテロメラーゼが単量体として機能するという仮説を裏付けることになった。
2つのローブ
  • H/ACAローブ:(このローブを構成するRNAのHモチーフとACAモチーフから命名されていたローブ)2箇所のRNAヘアピン領域それぞれに四量体H/ACAタンパク質複合体が結合し、一方のRNAヘアピンのCAB boxにTCAB1タンパク質が結合した構造;サブユニットからのテロメラーゼの組み立てとTCAB1サブユニットを介して核内でのテロメラーゼ移動に関与
  • 触媒コア:丁字路型とシュードノット構造をなし、染色体末端に付加されるDNA反復配列のテンプレートとなる領域も含むRNA鎖にTERTタンパク質が結合した構造;酵素活性を担うローブ
  • 2つのローブの連結:H/ACAローブと触媒コアは、2本のRNAヘリックスでブリッジされている
(*) テトラヒメナのテロメアーゼのクライオ電顕構造解析
  • 論文:"Structure of Telomerase with Telomeric DNA" Jiang J [..] Zhou H, Feigon J. Cell 2018 May 17;173(5):1179–1190.e13.
  • EMデータ・構造:EMD-7821/PDB-6D6V (DNA-bound telomerase, 4.8Å);EMD-7820 (DNA free telomerase, 6.4Å) [2018-05-19時点では未公開]