真核生物の染色体DNA複製再構成系の確立

• Project/Area Number: 14033230
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 水島 徹 岡山大学, 薬学部, 助教授 (00264060)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥4,800,000 (Direct Cost: ¥4,800,000); Fiscal Year 2003: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2002: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: DNA複製 / ORC / Orc5p / ATP / 活性調節 / 安定化 / Cdc6p / ATPase

Research Abstract

大腸菌の複製開始因子DnaAはATPと結合し、このATP結合活性が細胞内DNA複製に必須であることが遺伝学的に証明されている。一方真核生物の複製開始因子ORC(Origin Recognition Complex)はATPと結合する二つのサブユニット(Orc1pとOrc5p)を持っている。この内、Orc1PのATP結合活性に関しては、細胞内DNA複製に必須であることが遺伝学的に証明されているが、Orc5pのATP結合活性に関しては全く分かっていなかった。そこで我々はATPと結合出来ないOrc5pを発現している変異株(ORC5-A)を作成しその解析を行った。我々はORC5-A株が温度感受性を示すことを見出し、Orc5pのATP結合活性も細胞内DNA複製において重要な役割を果たしていることを示した。さらに我々は、ORC5-A株では、高温で細胞内のORCが不安定になっていること、及びその原因として、ユビキチン・プロテアソーム系が活性化されていることを見出した。さらにORCのサブユニットの一つであるOrc4pを多量発現すると、このORCの不安定化が抑圧されることを発見した。この抑圧はOrc4p特異的であり、他のサブユニットでは見られなかった。以上の結果は、Orc5pのATP結合が細胞内でORCが安定に存在するために必須であること、及びその理由として、Orc5pがそのATP結合依存的にOrc4pと結合することを示唆している。

Research Products

• [Publications] Makise, M.: "Kinetics of ATP-binding to Origin Recognition Complex of Saccharomyces cerevisiae"J.Biol.Chem.. 278. 46440-46445 (2003)
• [Publications] Takahashi, N.: "Analysis on Origin Recognition Complex containing Orc5p with defective Walker A motif"J.Biol.Chem.. in press.
• [Publications] Hoshino, T.: "Prostaglandin E_2 protects gastric mucosal cells from apoptosis via EP_2 and EP_4 receptor activation"J.Biol.Chem.. 278. 12752-12758 (2003)
• [Publications] Mizushima, T.: "Protection of gastric mucosal cells from apoptosis and necrosis by induction of HSP and PGE_2"Jpn.J.Hyperthermic Oncol.. 19. 67-78 (2003)
• [Publications] Tsutsumi, S.: "Molecular mechanism of adaptive cytoprotection induced by ethanol in human gastric cells"Exp.Biol.Med.. 228. 1089-1095 (2003)
• [Publications] Sekiya, H.: "Functional cloning and characterization of a multidrug efflux pump, MexHI-OpmD, from a Pseudomonas aeruginosa mutant"Antimicrob.Agents Chemother.. 47. 2990-2992 (2003)
• [Publications] Hoshino, T.: "Prostaglandin E_2 protects gastric mucosal cells from apoptosis via EP_2 and EP_4 receptor acticvation"J.Biol.Chem.. (in press).
• [Publications] Takahashi, N.: "Functions of sensor 1 and sensor 2 regions of Saccharomyces cerevisiae Cdc6p in vivo and in vitro"J.Biol.Chem.. 277. 16033-16040 (2002)
• [Publications] Makise, M.: "Acidic phospholipids inhibit the DNA binding activity of DnaA protein, the initiator of chromosomal DNA replication in Escherichia coli"Mol.Microbiol.. 46. 245-256 (2002)
• [Publications] Lee, J.R.: "Inhibitory effects of acidic phospholipids on the binding of Origin Recognition Complex to origin DNA"Biochem.J.. 362. 395-399 (2002)
• [Publications] Makise, M.: "Biochemical analysis on DnaA protein with mutations in both Arg328 and Lys372"Biochem.J.. 362. 453-458 (2002)
• [Publications] Mima, S.: "Conserved hydrophobic amino acid residues in the N-terminal region of DnaA protein are involved in DnaA-DnaA interaction"Biochem.J.. 365. 881-887 (2002)