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| 名前 | |
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| IUPAC名
N- (4-カルバミミドアミドブチル)-4-イミノ-1-(β- D-リボフラノシル)-1,4-ジヒドロ-2-ピリミジナミン
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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パブケム CID
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| Ｃ14Ｈ25Ｎ7Ｏ4 | |
| モル質量 | 355.399 グラムモル−1 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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アグマチジン（2-アグマチニルシチジン、記号 C +または agm 2 C）は、いくつかの古細菌のAUA デコードtRNAのアンチコドンのウォブル位置に存在する修飾シチジンです。アグマチジンは、多くの古細菌で AUA コドンを正しくデコードするために不可欠であり、イソロイシンによる tRNA Ile 2のアミノアシル化に必要です。
導入
遺伝暗号は、mRNA上のトリプレットコドンが、コドンと塩基対を形成できる特定の tRNA 分子によってタンパク質配列に翻訳される方法を記述します。遺伝暗号の正確な解読は、すべての生物が長期にわたって生存するための基本的な前提条件です。アンチコドンの性質によって水素結合の特異性が決まり、したがって tRNA による解読の精度が決まります。現在までに、tRNA の水素結合能力のレパートリーを増やすのに役立つさまざまな転写後修飾が発見されています。これらの修飾は通常、アンチコドンの最初の塩基 (位置 34 またはウォブル塩基位置)で発生し、この塩基はコドンの 3 番目の塩基と塩基対を形成し、tRNA によるコドンの特定の認識に重要です。
クリックのウォブル規則は、限られた数の tRNA がウォブル塩基対形成を利用してより広範なコドン セットをデコードする方法を提案しています。これらの規則は、遺伝コードの大部分が限られた数の tRNA によって具体的に翻訳される方法を説明するのに成功しています。たとえば、最初のアンチコドン位置に G を持つ単一のフェニルアラニンtRNA は、U または C のいずれかと塩基対を形成できます (したがって、UUU および UUC をデコードします)。また、アンチコドンに修飾 U (2-チオ U) を持つ単一のロイシン tRNA は、A または G のいずれかと塩基対を形成できます (したがって、UUA および UUG をデコードします)。
AUAデコードの仕組み
AUU、AUC、AUA（すべてイソロイシンをコード）およびAUG（メチオニンをコード）を含むボックス内のデコードメカニズムは、長い間科学者の謎のままでした。AUUとAUCは、アンチコドンにGを持つ単一のイソロイシンtRNA（tRNA Ile 1）によってデコードされますが、AUAは別のtRNA（tRNA Ile 2）によってデコードされます。2番目のイソロイシンtRNAがAUGをデコードせずにAUAをデコードする仕組みは、長年にわたって大きな関心を集めてきました。
生物のクラスによって、AUA の解読の問題の解決方法は異なります。たとえば、真核生物では、位置 34 にイノシンを持つ tRNA (IAU アンチコドン) は 3 つのイソロイシン コドンすべてを解読できますが、アンチコドンにシュードウリジンを持つ tRNA (ψAψ) は AUA コドンを具体的に読み取ることができます。真正細菌では、アンチコドンにリシジンを持つ tRNA (LAU) は AUA を具体的に解読できますが、AUG は解読できません。ただし、古細菌が AUA の解読の問題を解決するメカニズムは、2010 年初頭までわかっていませんでした。その年、2 つのグループが同時に、古細菌の tRNA Ile 2には位置 34 にアグマチジンと名付けられた修飾シチジンが含まれているという報告を発表しました。
構造と生合成
アグマチジンは、シチジンの C2-オキソ基がリシジンの場合のリジンではなく、アミノグアニジンのアグマチンに置き換えられている点でリシジンに似ています。この修飾は、多くの古細菌に存在する遺伝子tiaSの産物である酵素 tRNA Ile 2 2-アグマチニルシチジン合成酵素によって行われます。アグマチジンは、TiaS によってアグマチンがシチジンの C2-オキソ基に付着することで細胞内で生成されます。アグマチンは、アルギニン(すべての細胞に存在するアミノ酸) の脱炭酸生成物です。
アグマチジンの形成は、3 段階のメカニズムで起こります。第 1 段階では、TiaS が ATP の α-βホスホジエステル結合を加水分解して、AMP と PPi を生成します。第 2 段階では、C34 の C2 カルボニル酸素が γ-リン原子を攻撃して p-C34 中間体を形成し、β-Pi を放出します。これは、C2-オキソ基がリン酸化ではなくアデニル化によって活性化されるリシジン形成のメカニズムとは対照的です。第 3 段階では、アグマチンの第一級アミノ基が p-C34 中間体の C2 炭素を攻撃して γ-Pi を放出し、agm 2 C を形成します。TiaS はまた、ATP の γ-リン酸で Thr18 を自己リン酸化して、AMP と β-Pi を放出します。これは、agm 2 C 形成に重要であることが知られていますが、その正確な役割は明らかではありません。
生理
C34のC2炭素におけるアグマチン部分の共役はC34の互変異性体変換を誘発し、その水素結合パターンを変化させ、グアノシンの代わりにアデノシンと対合することを可能にする。この修飾はAUAコドンの解読に不可欠であり、修飾されていないtRNAはイソロイシンでアミノアシル化されない。さらに、アグマチンはThermococcus kodakaraensisの生存に不可欠な代謝物であることがわかっている。
現在配列決定されているユーリアークアとクレナークアのゲノムには、注釈付きのイソロイシンtRNAが1つと、CAUアンチコドン（メチオニンtRNAとして注釈付き）を持つtRNAが3つだけ含まれています。したがって、これらの古細菌群のほとんど、あるいはすべてが、選択的にAUAコドンを読み取るためにアグマチジン修飾を使用している可能性が非常に高いです。[要出典]しかし、現在配列決定されているナノアーキアとコラーキアのゲノムには2つのイソロイシンtRNAが含まれており、そのうちの1つにはUAUアンチコドン（おそらく生体内でψAψに変換される）があります。したがって、これらのクラスの古細菌は、AUAデコード問題を解決するために真核生物のような戦略に従っていると考えられています。[1]
参考文献
- Mandal, Debabrata; Köhrer, Caroline; Su, Dan; Russell, Susan P.; Krivos, Kady; Castleberry, Colette M.; Blum, Paul; Limbach, Patrick A.; Söll, Dieter; RajBhandary, Uttam L. (2010). 「古細菌tRNAIleのアンチコドンの修飾シチジンであるアグマチジンは、アデノシンとは塩基対を形成するが、グアノシンとは塩基対を形成しない」。米国科学アカデミー 紀要。107 ( 7): 2872– 2877。Bibcode :2010PNAS..107.2872M。doi : 10.1073 / pnas.0914869107。PMC 2840323。PMID 20133752。
- 池内芳穂木村 聡;沼田 智之中村、大悟。横川 隆史緒方俊彦和田武志鈴木健夫；鈴木 勉 (2010) 「tRNAアンチコドンのアグマチン結合シチジンは、古細菌におけるAUA解読に必須である。」自然のケミカルバイオロジー。6 (4): 277–282。土井:10.1038/nchembio.323。PMID 20139989。
- ヘンドリクソン、タマラL (2010)。「遺伝コード: 古細菌の読み書き能力への道」。ネイチャーケミカルバイオロジー。6 (4): 248– 249。doi :10.1038/nchembio.335。PMID 20300092 。
- 寺坂直宏；木村 聡;大沢卓夫;沼田 智之鈴木 勉 (2011) 「二重タンパク質およびRNAキナーゼTiaSによって触媒される2-アグマチニルシチジンの生合成」。自然の構造および分子生物学。18 (11): 1268–1274。土井:10.1038/nsmb.2121。PMID 22002222。S2CID 10913903 。
- 大沢卓夫;稲永秀子；木村 聡;寺坂直宏；鈴木 勉沼田智之（2011）． 「tRNAIle2およびATPと複合体を形成した古細菌tRNA修飾酵素TiaSの結晶化および予備X線回折分析」。Acta Crystallographica セクション F。67 (11): 1414–1416。土井:10.1107/S1744309111034890。PMC 3212464。PMID 22102245。
- 大沢卓夫;木村 聡;寺坂直宏；稲永秀子；鈴木 勉沼田智之（2011）． 「AUAコドン解読に必須のtRNAアグマチン化の構造基盤」。自然の構造および分子生物学。18 (11): 1275–1280。土井:10.1038/nsmb.2144。PMID 22002223。S2CID 27881269 。