大腸菌における細胞周期の制御ーチュ-ブリン様蛋白質とトポイソメラ-ゼの役割

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03261211
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 三木 健良 九州大学, 薬学部, 助教授 (40037586)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀内 忠郎 九州大学, 薬学部, 教授 (10037567)
• Keywords: 大腸菌 / F因子 / 染色体分配 / DNAジャイレ-ス / letA遺伝子 / letD遺伝子 / zfiA遺伝子

Research Abstract

大腸菌における細胞周期制御機構のうち、DNA複製終了から細胞分裂開始の調節に至る過程の分子機構を明らかにすることを目的に、F因子letA、letD遺伝子作用の分子機構の解析を行った。F^+大腸菌においてF因子複製を阻害すると宿主大腸菌の染色体分配が阻害される。この阻害には、F因子上の遺伝子letA、letD、大腸菌染色体上のgyrA、mopA、mopB遺伝子、および2つの新しい遺伝子tldA、tldB(これまでtdiC、tdiDと仮称)が関与する。
1.以下の実験より、LetD蛋白質の標的はDNAジャイレ-スのAサブユニットであることが結論され、LetD、LetA蛋白質は直接ジャイレ-スに働いてその活性を制御する調節蛋白質であることが強く示唆された。
(1)LetD蛋白質を多量生産する大腸菌内ではプラスミドDNAが著しく弛緩しており、その細胞の粗抽出液中のDNAジャイレ-スA、B両サブユニットの活性はいずれも正常細胞中の1%以下に減少していた。 この細胞抽出液に、精製したLetA蛋白質を加えると、DNAジャイレ-ス活性もフリ-のA活性も正常細胞のレベルまで回復した。
(2)精製したLetA蛋白質添加により回復するAサブユニット活性を指標に、不活性型Aサブユニットを精製し、そのグル滬過でのサイジングと免疫化学的解析から、この不活性型AサブユニットはAサブユニットとLetD蛋白質の複合体であることが強く示唆された。
2.遺伝学的解析よりLetD蛋白質の分配阻害に関与する新しい宿主因子として、染色体上58.2分にマップされる新しい遺伝子zfiAを見いだした。二重、三重変異株の解析よりzfiA遺伝子産物はLetD蛋白質作用に対して阻止的に作用する因子であり、tldD、tldE、mopA、B遺伝子はzfiA遺伝子のこの機能を抑圧する向きに作用する因子であることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Miki,T., Maki,S., & Horiuchi,T.: "Control of Cell Division by Sex Factor F in Escherichia coli: Subunit A of DNA Gyrase is the Target of Division Inhibitor (LetD Protein) of the F Plasmid." Journal od PharmacobioーDynamics. 14. S-158 (1991)
• [Publications] Miki,T., Park,J.A., Nagao,K., Murayama,N. Horiuchi,T.: "Control of Segregation of Chromosomal DNA in Escherichia coli.Mutant of DNA Gyrase Subunit A Suppress letD (ccdB) Product Growth Inhibition." Journal of Molecular Biology. 224. (1992)
• [Publications] Maki,S., Takiguchi,S., Miki, T. & Horiuchi,T.: "Modulation of Supercoiling Activity of Escherichia coli: Antagonistic Actions of LetA (CcdA) and LetD (CcdB) Proteins." Journal of Biological Chemistry. 267. (1992)