RNAポリメラーゼσサブユニットのドメイン間相互作用

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08680705
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 藤田 信之 国立遺伝学研究所, 分子遺伝研究系, 助手 (90173434)
• Keywords: RNAポリメラーゼ / シグマ サブユニット / プロモーター

Research Abstract

RNAポリメラーゼのσサブユニットは、RNAポリメラーゼによるプロモーターの認識と、転写開始点付近のDNA二重鎖の開裂に中心的な役割を果たすと考えられている。多くのσの間で配列がよく保存されている領域のうち領域2.4と領域4.2は、それぞれプロモーターの-10配列と-35配列の認識に直接関ることが明らかにされている。我々はこれまでに、領域4.1と4.2を含むC-末端部分を欠失してlacUV5などの通常のプロモーターを認識できなくなったσ^<70>変異体(σ^<70>-529)が、TAnTATAATという″exteded-10″配列を持つプロモーターや、-35付近にアクチベータ-蛋白質が結合するgalやpstSの系では十分な活性を持つことを示した。今回、欠失した部分に相当する85アミノ酸残基のペプチド(R4ペプチド)を調製し、σ^<70>-529と共にin vitro転写系に添加したところ、σ^<70>-529単独では認識できないlacUV5、Pconsなどのプロモーターを強く認識できることがわかった。R4ペプチド単独ではコア酵素に結合できないことから、σ^<70>-529とR4との間のドメイン間相互作用がσの機能に重要な役割を果たすことが示唆された。ドメイン間相互作用に関わると予想される領域4.1にいくつかのアミノ酸変異を導入したところ、両親媒性のヘリックスを形成すると考えられる一連の疎水性アミノ酸を親水性アミノ酸に置換することによって、σの機能が著しく損なわれることがわかった。一方、R4ペプチドはそれ自身が独立した構造単位を形成していると考えられるため、構造解析のよい材料となりうる。現在NMRによる構造解析に向けた準備をすすめている。

Research Products

• [Publications] A.Eichenberger: "Influence of the location of the cAMP receptor protein binding site on the geometry of a transcriptional activation complex in E.coli." Biochemistry. 35. 15302-15312 (1996)
• [Publications] N.Fujita: "Reconstitution of RNA polymerase." Methods Enzymol. 273. 121-130 (1996)
• [Publications] K.Murakami: "Transcription factor recognition surface on the RNA polymerase α subunit is involved in contact with the DNA enhancer element." ENBO J.15. 4358-4367 (1996)
• [Publications] S.Kusano: "Promoter selectivity of Escherichia coli RNA polymerase Eσ^<70> and Eσ^<38> holoenzymes Effect of DNA supercoiling." J.Biol.Chem.271. 1998-2004 (1996)