Ribonuclease P is an enzyme which releases the 5’-precursor sequence from immature tRNAs and produces mature tRNAs. RNase P consists of a catalytic RNA subunit and a cofactor protein subunit, and especially for Escherichia coli, RNase P is composed of M1 RNA (377nt) and C5 protein (119aa). Although in vitro data shows that M1 RNA has catalytic activity at high concentration of magnesium ion without the C5 protein, in vivo data indicate that C5 protein is essential and seems to affect the catalytic activity of RNase P. The accurate function of the C5 protein in vivo is unknown, but three dimensional structure of C5 protein could help to understand the structural and functional role of C5 protein. Structural studies by NMR spectroscopy require millimolar concentration of protein that has not been achieved successfully so far. In this study, $^{13}C$ and $^{15}N$ labeled C5 protein with about 1 mM concentration was obtained by ammonium sulfate precipitation and ion-exchange chromatography. Partial assignments of the backbone resonances ($C^α, C^β, CO, N^H, and H^N$) of C5 protein were performed using a combination of 2D or 3D triple resonance NMR experiments; CBCA(CO)NH, HNCACB, $^{1}H-^{15}N$ HSQC, and HNCO.
Ribonuclease P는 pre-tRNA의 5’말단을 가공하여 성숙한 tRNA를 완성시키는 효소이다. RNase P는 촉매역할을 지닌 RNA 성분과 보조적인 역할을 하는 단백질 성분으로 이루어져 있는데, 대장균의 RNase P는 377nt의 M1 RNA와 119aa의 C5 단백질로 이루어져 있다. M1 RNA는 생체 바깥 환경에서 높은 $Mg^{2+}$ 에서 단백질 성분이 없이도 효소로서 작용한다. 그러나, C5 단백질은 생체 안 환경에서 필수적이며, RNase P의 효소작용에 다양한 영향을 미친다고 알려져 있다. 생체 내에서 C5 단백질의 기능은 정확히 알려지지 않았으나, 단백질의 3차 구조 분석은 C5의 구조적, 기능적인 역할을 밝히는 데 기여할 것이다. NMR spectroscopy로 구조 분석을 하기 위해서는 높은 농도의 C5 단백질이 필요하지만 지금까지는 성공적이지 못하였다. 이번 연구에서는 ammonium sulfate down과 이온교환 chromatography를 이용하여 1mM 농도의 동위 원소 탄소와 질소로 표시된 ($^{13}C, ^{15}N-labeled$) 순수한 단백질 시료를 만들었다. C5 protein의 부분적인 backbone assignment를 위해 다양한 NMR 실험을 수행하여 backbone에 있는 알파, 베타 탄소와 amide 질소, amide 수소 carbonyl 탄소 assign을 위해 CBCA(CO)NH, HNCACB, $^{1}H-^{15}N$ HSQC, HN(CO)의 스펙트럼을 얻었다.
