1992 Fiscal Year Annual Research Report
二制御因子(NarL・FNR)系によるnarオペロンの協同的転写制御
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04254212
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
高橋 浩二郎 岡山大学, 歯学部, 助教授 (00144775)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷口 茂彦 岡山大学, 歯学部, 教授 (50034161)
服部 高子 岡山大学, 歯学部, 助手 (00228488)
中西 徹 岡山大学, 歯学部, 助手 (30243463)
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| Keywords | DNA結合蛋白質 / NarL / FNR / 嫌気呼吸系 / 硝酸還元酵素 / narオペロン / 転写制御 / 二成分制御系 |
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| Research Abstract |
大腸菌硝酸呼吸遺伝子オペロンの嫌気的条件下での発現制御には,各サブオペロンのプロモーター上流の調節領域にそれぞれ独立に作用する2つの転写促進因子が不可欠である。1つは,分子状酸素センサーであると同時に嫌気呼吸系遺伝子群の転写活性化因子であるFNRであり,他は硝酸イオンに対する二成分調節系:NarX/Lにおける転写調節因子であるNarLタンパクである。それら両調節タンパクからなる二成分系によるnarオペロンの転写調節の分子機構と,両因子のそれぞれが認識するDNA部域の高次構造の基本骨格の推定とを目標とした平成4年度の研究成果は以下の通りである。
1.家兎抗血清を用いたウエスタンブロット法で,口腔内細菌群の中で硝酸呼吸を営む通性嫌気性菌,Actinobacillus actinomysetemomitans(若年性歯周病原因菌)にFNR様タンパクが作動する事実を見出した(論文(1,3))。
2.硝酸イオンに対するセンサータンパクであるNarXを含む膜標品を用いて,その目己リン酸化と調節タンパクNarLへのリン酸基転移の両反応が,他の二成分調節系と同様のモードで起こることを^<31>P-NMRにより示した(論文(4))
3.ゲルシフト法によるFNRのDNA結合部域(いわゆるanaero-box配列)との反応の解析では,調節領域を含むnarX,narCHJI,fnrの各プロモーター・フラグメントに対するFNR単独での特異的な結合は認められなかったが,RNAポリメラーゼのホロ酵素あるいはコア酵素との共存下では結合し,かつポリメラーゼの結合親和性を一桁高める事実を解明した(論文(2))。
4.FNRによる転写自己抑制をテストしたin vitro転写実験で,fnrのプロモーター域では約100塩基間隔で2つのFNR結合部位が,narX/Kのプロモーター域では約210塩基間に3つのFNR結合部位が設定されるときに,抑制的な効果が説明可能で,DNAの誘導湾曲構造の形成が不可欠であると示唆された(論文(2))。
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[Publications] 高橋 浩二郎,制部 高子,谷口 茂彦ら: "口腔細菌の嫌気的呼吸系発現に係わるFNR様転写制御蛋白質" 歯科基礎医学会誌. 34(5). 459-466 (1992)
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[Publications] Takahashi,K.,Hattori,T.,Taniguchi,S.et al.: "Repression of in vitro tanscription of the Escherichia coli fnr and nerX genes by FNR protein." J.Biol.Chem.(1993)
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[Publications] 高橋 浩二郎,服部 高子,谷口 茂彦ら: "嫌気的呼吸遺伝子群の発現制御にあずかるFNR様転写調節タンパクの口腔細菌における分布と動態" 乳酸菌研究会に関する報告書. 396-403 (1992)
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[Publications] Takahashe,K.,Hattori,T.,Taniguchi,S.et al.: "Phosphorylation of transcriptional regulator for Eschrichia coli nitrate reductase(nar)operon:residue in NarL transphosphorylated via NarX as deduced from ^<31>P-NMR analysis." J.Biochem. (1993)
