シトクロムP-450camとCamリプレッサーとの共通構造

• Project/Area Number: 06780533
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 由良 敬 名古屋大学, 理学部, 助手 (50252226)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1994: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: モジュール / シトクロムP-450cam / Camリプレッサー / カンファー / 転写制御因子 / コンピュータ・モデリング / モジュールの共有による進化

Research Abstract

転写制御因子に結合する分子が、制御されている遺伝子のコードしている蛋白質の基質である場合、両蛋白質における分子結合部分に共通のモジュールが用いられていないだろうか。以上の問題に答えることを目的として、転写制御因子であるCamリプレッサー(CamR)と、制御されている蛋白質、シトクロムP-450cam(P-450cam)のアミノ酸配列をモジュール単位で比較した。CamRはDNAに結合し、カムオペロンの転写を抑制する。カンファー存在下でCamRはDNAとの親和性を弱め、その結果、カムオペロンの転写が始まる。P-450camはカムオペロンにコードされており、カンファーに酸素を転移する反応を触媒する。
両蛋白質のアミノ酸配列比較の結果、CamRの約30残基からなる領域がP-450camの基質結合に重要とされている部位と67%の類似度を示すことがわかった。この部分は立体構造の判明しているP-450camではほぼモジュール3個分に相当した。P-450camでは、カンファーの結合様式が詳細に判明している。CamRと類似モジュールを持つ部分は基質と水素結合を形成する残基1つ、および疎水相互作用をする残基2つを含んでいた。これらのアミノ酸残基は類似の残基として保存されていた。類似の残基による保存でも問題がないことを、コンピュータ・モデリングにより確かめた。
CamRにP-450camの基質結合モジュールが存在し、その部分で基質を結合していると推定できることより、両蛋白質が進化の過程で、共通のモジュールを共通の機能をうみだすために用いたと考えることができる。つまり、立体構造の単位であるモジュールが、カンファーを結合する機能の単位として用いられたのであろう。
以上の結果・考察について現在投稿準備中である。