真核細胞DNAポルメラ-ゼの発現調節機構

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03152150
• Research Institution: Aichi Cancer Center Research Institute
• Principal Investigator: 松影 昭夫 愛知県がんセンター研究所, 生物学部, 部長 (90019571)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中洲 章 愛知県がんセンター研究所, 分子生物学研究室, 研究員 (50198107) ; 廣瀬 富美子 愛知県がんセンター研究所, 生物学部, 研究員 (60208882) ; 山口 政光 愛知県がんセンター研究所, 生物学部, 主任研究員 (00182460)
• Keywords: DNAポリメラ-ゼα遺伝子 / PCNA遺伝子 / 転写調節機構 / ホメオドメインタンパク質 / DNAポリメラ-ゼβ / 活性中心 / 立体構造解析

Research Abstract

今年度は、以下の2点で研究の重要な進展があった。
1)ショウジョウバエDNAポリメラ-ゼ(以下polα)とPCNA(増殖細胞各抗原:polδ促進因子)の遺伝子発現調節抑制機構:両遺伝子は共通の8塩基対TATCGATAの、促進配列(我々はDRE:DNA replicationーrelated elmentと命名した)によって支配されていることを証明したる。さらにこの配列に結合する分子量約85000のタンパク質因子のDREFを発見し、その精製法を確立した。現在DREF遺伝子の単離を試みている。すでに両遺伝子の発現がホメオドメインタンパク質の一つ(zerknulltizen)によって抑制されることを報告している。この抑制と上記DRE/DREFとの関係をしらべた結果、zenはDREFの活性低下をもたらすことを証明した。この機構は細胞分化と共役した増殖停止にとって重要であると予想される。zenはがん遺伝子relのホモログであるdorsal遺伝子により抑制的な制御を受けていることが知られている。一方、受容体型のチロシンキナ-ゼ遺伝子であるtorsoがPCNA遺伝子発現に関与していることも証明した。
2)ラットDNAポリメラ-ゼβの構造と機能の解析:すでに大腸菌でこの酵素の発現と大量精製法を確立している。この酵素の結晶化に成功し、構造解析を進めており、そのサイズが120Ax63Ax39Aであることがわかった。また、部位特異的突然変異法による、プライマ-認識領域(183Argから193Aspを服務領域)の決定、部分分解によるDNA結合領域(N端より87番残基まで)の同定、さらにCーキナ-ゼによる44serと55serのリン酸化による酵素活性の失活の証明等を行った。

Research Products

• [Publications] 山口 政光: "Distribution of PCNA in Drosophila embryo during nuclear division cycles" J.Cell Science. 100. 729-733 (1991)
• [Publications] 山口 政光: "Repression of Drosophila proliferating cell nuclear antigen gene promoter by zerknullt protein" Mol.Cell.Biol.11. 4909-4917 (1991)
• [Publications] 廣瀬 富美子: "Structure and expression during development of Drosophila melanogaster gene for DNA polymerase α" Nucleic Acids Res.19. 4991-4998 (1991)
• [Publications] 山口 政光: "Molecular cloning and structural analysis of mouse gene and pseudogenes for proliferating cell nuclear antigen" Nucleic Acids Res.19. 2403-2410 (1991)
• [Publications] 伊達 孝保: "Aspartic acid residues at positions 190 and 192 of rat DNA polymerase β are involved in primer binding" Biochemistry. 30. 5286-5292 (1991)
• [Publications] 徳井 俊也: "Inactivation of DNA polymerase β by in vitro phosphorylation with protein kinase C" J.Biol.Chem.226. 10820-10824 (1991)
• [Publications] 山口 政光: "Organization of mouse DNA polymerase β gene silencer elements and identification of the silencer binding factor(s)" Jpn.J.Cancer Res.82. 72-81 (1991)
• [Publications] Hisanori Suzuki: "Induction of DNA polymerase β during proliferation of mitogenstimulated human lymphocytes" Biochem.Biophys.Res.Commun.181. 623-628 (1991)
• [Publications] 山口 政光: "Distribution of PCNA in Drosophila embryo during nuclear division cycles" J.Cell.Sci.100. 729-733 (1991)
• [Publications] 山口 政光: "Distribution of DNA polymerase α during nuclear division cycles in Drosophila melanogaster embryo" Cell Struct.Funct.
• [Publications] 廣瀬 富美子: "Novel 8ーbp sequence (DRE) and specific binding factor (DREF) involved in the expression of Drosophila genes for DNA polymerase α and proliferating cell nuclear antigen" J.Biol.Chem.
• [Publications] 山口 政去: "Activation of the mouse proliferating cell nuclear antigen gene promoter by adenovirus type 12 E1A proteins" Japn.J.Cancer Res.