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染色体DNA複製開始機構の制御-リン酸化によるMCM複合体の活性化と不活性化

Research Project

Project/Area Number 15770092
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Functional biochemistry
Research InstitutionTokyo Metropolitan Organization for Medical Research

Principal Investigator

高井 裕子 (ZHIYING You)  財団法人東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 主任研究員 (90332270)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
KeywordsMCM(Minichromosome maintenance) / DNAヘリカーゼ / DNA複製 / DNA結合活性 / フォーク構造 / MCM (Minichromosome maintenance) / ATPase / 複製起点
Research Abstract

細胞は一回の細胞周期で一度きりの正確なゲノム複製を行う。そのゲノム複製の制御に関与する因子のうち、Mcm(minichromosome maintenance)蛋白質群は特に重要な役割を果たしている。Mcmは6個[Mcm2-7]の構造的に類似したタンパク質からなる複合体で、ライセンス因子の本体であり、複製開始に必須である。我々はMcm蛋白質の生化学的な解析を行い、Mcm複合体を構成する6種類のサブユニットの中で、組み換え蛋白質Mcm4/6/7複合体が内在的に二本鎖DNAを巻き戻す機能(DNAヘリカーゼ)、DNA結合能、DNA依存性ATP加水分解能をもつことを明らかにした(You et al.MCB 1999)。また、Mcm4/6/7ヘリカーゼの変異体解析から、Mcm4とMcm6のATP結合ドメインはそれぞれDNA結合およびATP結合に関与すること、Mcm7のATP結合ドメインはMcm4/6/7ヘリカーゼ活性に必須であること、およびMcm4のZinc-fingerは安定なMcm4/6/7六量体の形成に関与することを明らかにし報告した(You et al.JBC 2002)。さらに、Mcm4/6/7ヘリカーゼがTの連続配列により特異的に活性化されることを見出した。DNA複製開始部位には多くの場合、AT-richな配列が存在することが示唆された。この結果から、我々は、T-rich配列によるMCMヘリカーゼの活性化が、複製開始領域を決定するという仮説を提出した(You et al.EMBO J.2003)。すなわち、Mcm4/6/7複合体は二量体として複製起点領域に選択的に結合し、複製フォークで効率よいヘリカーゼとして二本鎖DNAの巻き戻しを行なう可能性を示唆する。本年度は、複製開始領域をmimicするバブル構造において、Mcm4/6/7複合体はダブルヘキサマーとして左右対称に両分岐点の5'側に隣接している25ヌクレオチドの一本鎖領域に結合することを明らかにした。片方strandのチミン残基を欠損するとDNA unwinding効力はかなり減少されることから、double-hexameric Mcm4/6/7が同時双方向にフォークを効率的に解くことを示した。また、ヘリカーゼ活性が3' tailのチミンの含量に関与し、最大のレベルは50%以上のチミンがあることによって達成されます。さらに、活性化されたMcm4/6/7複合体のヘリカーゼ活性がGC-richな二本鎖DNAによって阻害されることを見出した。現在論文を投稿中である。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2003 2002 2000 1999 Other

All Journal Article (6 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] Thymine-rich single-stranded DNA sequences specifically active mouse Mcm4/6/7 helicase on Y-fork and bubble-like substrates.2003

    • Author(s)
      Zhiying You, Yukio Ishimi, Takeshi Mizuno, Kaoru Sugasawa, Fumio Hanaoka, Hisao Masai.
    • Journal Title

      EMBO J. 22

      Pages: 6148-6160

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Roles of Mcm7 and Mcm4 subunits in DNA helicase activity of mouse Mcm4/6/7 complex.2002

    • Author(s)
      Zhiying You, Yukio Ishimi, Fumio Hanaoka, Hisao Masai
    • Journal Title

      J.Biol.Chem. 277

      Pages: 42471-42479

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Mouse geminin inhibits not only Cdt1-MCM6 interactions but also a novel intrinsic Cdt1 DNA binding activity.2002

    • Author(s)
      Ken-ichiro Yanagi, Takeshi Mizuno, Zhiying You, Fumio Hanaoka.
    • Journal Title

      J.Biol.Chem. 277

      Pages: 40871-40880

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Inhibition of Mcm4,6,7 hilicase activity by phosphorylation with cyclinA Cdk2.2000

    • Author(s)
      Yukio Ishimi, Yuki Komamura-K., Zhiying You, Akira Omori, Masatoshi Kitagawa.
    • Journal Title

      J.Biol.Chem. 275

      Pages: 16235-16241

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Human Cdc7-related kinase complex. In vitro phosphorylation of MCM by concerted actions of cdks and cdc7 and that of a critical threonine residue of cdc7 by cdks.2000

    • Author(s)
      Hisao Masai, Etsuko Matsui, Zhiying You, Yukio Ishimi, Katsuyuki Tamai, Ken-ichi Arai
    • Journal Title

      J.Biol.Chem. 275

      Pages: 29042-29052

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Biochemical analysis of the intrinsic Mcm4-Mcm6-Mcm7 DNA hilicase activity.1999

    • Author(s)
      Zhiying You, Yuki Komamura, Yukio Ishimi.
    • Journal Title

      Mol.Cell.Biol. 19

      Pages: 8003-8015

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Zhiying You, Yukio Ishimi, Takeshi Mizuno, Kaoru Sugasawa, Fumio Hanaoka, Hisao Masai: "Thymine-rich single-stranded DNA sequences specifically active mouse Mcm4/6/7 helicase on Y-fork and bubble-like substrates."EMBO J.. 22. 6148-6160 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Zhiying You, Yukio Ishimi, Fumio Hanaoka, Hisao Masai: "Roles of Mcm7 and Mcm4 subunits in DNA helicase activity of mouse Mcm4/6/7 complex."J.Biol.Chem.. 277. 42471-42479 (2002)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Ken-ichiro Yanagi, Takeshi Mizuno, Zhiyin You, Fumio Hanaoka: "Mouse geminin inhibits not only Cdt1-MCM6 interactions but also a novel intrinsic Cdt1 DNA binding activity."J.Biol.Chem.. 277. 40871-40880 (2002)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Yukio Ishimi, Yuki Komamura-K., Zhiying You, Akira Omori, Masatoshi Kitagawa: "Inhibition of Mcm4,6,7 helicase activity by phosphorylation with cyclinA Cdk2."J.Biol.Chem,. 275. 16235-16241 (2000)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Hisao Masai, Etsuko Matsui, Zhiying You, Yukio Ishimi, Katsuyuki Tamai, Ken-ichi Arai: "Human Cdc7-related kinase complex. In vitro phosphorylation of MCM by concerted actions of cdks and cdc7 and that of a critical threonine residue of cdc7 by cdks."J.Biol.Chem.. 275. 29042-29052 (2000)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Zhiying You, Yuki Komamura, Yukio Ishimi: "Biochemical analysis of the intrinsic Mcm4-Mcm6-Mcm7 DNA helicase activity."Mol.Cell.Biol.. 19. 8003-8015 (1999)

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      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2022-01-20  

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