タンデムリピートを持つ新規天然変性ＤＮＡ結合ドメインの揺らぎと分子認識機構の解明

• Project Area: Molecular Science of Fluctuations toward Biological Functions
• Project/Area Number: 23107701
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 相沢 智康 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 准教授 (40333596)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: カイコ / 転写因子 / リピート配列 / DNA結合ドメイン / 天然変性蛋白質

Outline of Annual Research Achievements

カイコの絹糸の主成分であるフィブロインの時期特異的かつ部位特異的な転写を制御する因子であるFMBP-1から発見されたDNA結合ドメインであるSTPRドメインは、9塩基対からなるATリッチの特異的配列に結合する。このドメインは、23残基の極めて配列相同性の高いリピート配列が4回繰り返した非常に特徴的なタンデムリピート構造を有しており、代表者の研究成果から、遊離状態では揺らぎの大きな天然変性構造をとるにもかかわらず、DNA結合状態ではα-helixリッチな構造を形成することが明らかになった。そこで、このDNA結合ドメインのDNAとの相互作用に伴う立体構造形成に関する、動的認識メカニズムを明らかにすることが本研究の目的である。
まず、遊離状態のSTPRドメインのNMRスペクトルは天然変性蛋白質に特徴的なものであるが、大腸菌を宿主として用いた大量発現系を構築しこれを利用した安定同位体標識試料を調製することにより帰属が可能であると考えられるため、昨年度に続きこのNMRスペクトルの解析を重点的に進めた。STPRドメインとDNAとの複合体の解析では良好な信号が得られずに解析を進める事が困難であったが、DNA非存在下において、約70%の主鎖信号の帰属に成功した。この解析結果から、DNA非存在下においてSTPRドメインが過渡的にαヘリックス構造を形成していることが明らかになり、この構造がDNA認識に重要である可能性が示唆された

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Does Eschericnia coli thioredoxin improve expression efficiency of recombinant peptide in Pichia pastoris? (2011)
  • Author(s): Yuki Kitamura, et al
  • Journal Title: Peptide Science Pages: 375-376
• [Presentation] カイコ由来転写制御因子FMBP-1の特異的DNA認識に関する研究 (2013)
  • Author(s): 黒澤 大他
  • Organizer: 日本農芸化学会 2013年度大会
  • Place of Presentation: 東北大学（仙台市）
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] 酵母Pichia pastorisを宿主としたペプチド大量発現系の構築 (2012)
  • Author(s): 北村 優紀他
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
  • Year and Date: 2012-12-05
• [Presentation] 特徴的なリピート構造を有するカイコ由来DNA結合ドメインSTPRの解析 (2012)
  • Author(s): 柚原 光佑他
  • Organizer: 第51回NMR討論会
  • Place of Presentation: ウインク愛知（愛知県）
  • Year and Date: 2012-11-10
• [Presentation] カイコ絹糸腺由来転写制御因子FMBP-1の蛍光相関分光法による解析 (2012)
  • Author(s): 堤元佐, 他
  • Organizer: 日本農芸化学会2012年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学(京都)
  • Year and Date: 2012-03-23
• [Presentation] Does Eschericia coli thioredoxin improve expression efficiecy of recombinant peptides in Pichia pasotirs? (2011)
  • Author(s): Yuki Kitamura, et al
  • Organizer: 第48回ペプチド討論会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(札幌市)
  • Year and Date: 2011-09-28
• [Presentation] 酵母Pichia pastorisを宿主としたペプチド大量発現系の構築 (2011)
  • Author(s): 北村優紀, 他
  • Organizer: 第11回日本蛋白質科学会年会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク(吹田市)
  • Year and Date: 2011-06-08