非共有結合により四次構造を形成する人工DNA結合タンパク質の構築とその機能解析

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06240232
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 森井 孝 京都大学, 化学研究所, 助手 (90222348)
• Keywords: DNA / オリゴペプチド / 分子認識 / ホストーゲスト / 二量体 / シクロデキストリン / ロイシンジッパー / 協同性

Research Abstract

DNA認識モチーフペプチドを種々のゲスト化合物、およびβ-シクロデキストリンで修飾したペプチドをそれぞれ合成する事により、DNA結合部位のアミノ酸配列は同一で包接化合物形成能、即ち二量化能の異なるDNA結合ペプチド単量体を得ることができた。DNA認識モチーフペプチドとしてはロイシンジッパータンパク質GCN4のDNA結合部位に由来する23アミノ酸からなるオリゴペプチドを固相法により合成して用いた。ペプチドのβ-シクロデキストリンによる修飾はペプチド中のシステイン残基と6-ヨード-β-シクロデキストリンとの選択的な反応により行った。また、システイン残基とヨードアセチル化したゲスト分子を反応させることにより、ゲスト分子を有するDNA結合ペプチド単量体を得ることができた。得られたオリゴペプチドとDNAの塩基配列特異的な結合は放射性同位元素で標識した短鎖オリゴヌクレオチドを用いてゲルシフトアッセイやフットプリンティングを行う事により評価したところ、天然のロイシンジッパータンパク質が認識するDNA塩基配列に協同的に二量体を形成しながら結合することがわかった。これにより、同種のペプチドをホスト分子及びゲスト分子で修飾して用いた場合には回文配列DNAが選択的に認識できることがわかった。また、二種類のペプチドをそれぞれホスト分子およびゲスト分子で修飾した場合には、非回文配列DNAを選択的に認識できることがわかった。また、これらの非共有結合で二量化するペプチドは特定のDNA塩基配列に結合したときにのみ、αヘリックスを形成していることがわかった。

Research Products

• [Publications] Takashi Morii: "Induced Fit of Helical Biphenyl Ligands to the Double-Stranded DNA" Tetrahedron Letters. 35. 1219-1222 (1994)
• [Publications] Takashi Morii: "Recognition of Nonpalindromic DNA Seauence by a Peptide Heterodimer with Artificial Dimerization Module" Journal of the American Chemical Society. 116. 11137-11138 (1994)
• [Publications] Takashi Morii: "Correlation of Crystal Structures of DNA Oligonucleotides with Enantioselective Recognition by Rh(phen) _2phi^<3+>:Probes of DNA Propeller Twisting in Solution" Biochemistry. 33. 4130-4139 (1994)
• [Publications] Takashi Morii: "Sequence-Specific DNA Binding by Covalently Constrained Peptide Dimers of the Basic Leucine Zipper Protein GCN4" Bioorganic and Medicinal Chemistry. (in press).
• [Publications] Takashi Morii: "Sequence-specific DNA binding of short peptides with an artificial dimerization module" Nucleic Acids Symposium Series. 31. 289-290 (1994)