DNA結合性タンパク質HMG1および2の多様的機能とその相互調節の解析研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480171
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 吉田 充輝 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (20005648)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内山 秀文 東京理科大学, 基礎工学部, 助手 (40307707)
• Keywords: HMGタンパク質 / DNAベンディング / 転写調節 / クロマチン / DNAリガーゼ / DNAインテグレーション / DNA複製

Research Abstract

〔1〕HMG1によるDNAベンディング機構の解析:HMG1のHMG boxのDNAへの結合とベンデングへの関与が期待されるアミノ酸残基の部位特異的変異体を各種作製した。これら変異体とDNAとの結合をゲルシフト法、表面プラズモン共鳴センサ、DNA環状化定量法をもちいて測定、それらアミノ酸残基を特定した。同時に、分子動力学的手法を用いたシミュレーションにより、HMG1とDNAとの結合機構を解析、結合に伴うベンデングのモデルを提唱した。
〔2〕HMG1による転写促進機構の解析:HMG1高発現細胞内でレポーター遺伝子の発現促進される機構を、ミニクロモソームを構成するヌクレオソームのレベルで解折を進め、HMG1によってヌクレオソーム上でのDNAの結合に変動が起きることを見いだした。
〔3〕細胞核内でHMG1/2と相互作用する因子の精製:HMG1/2と核内で相互作用するタンパク質性因子を抗HMG抗体を用いて核抽出液より分画、二次元電気泳動法でそれらの存在を見いだした。現在、それらの精製、cDNAのクローニングを進行中である。
〔4〕HMG1/2による外来DNAのクロモソームDNAへのインテグレーション促進の機構解析:HMG1/2を細胞内で高発現させると共導入したプラスミドDNAの染色体DNAへのインテグレーションが促進される。この機構をトポイソメラーゼIIの関与に絞りin vitro系で解析したが、他の機構が関っている可能性が高く、さらに追及中である。
〔5〕HMG1/2によるDNAリガーゼIVの促進現象とその機構の解析:HMG1/2がDNAリガーゼIVによるライゲーション反応を促進する反応の詳細を解析し、HMG1/2がDNAをベンドさせるとともに、DNAを集積させることにより反応を促進していることが明らかにした。

Research Products

• [Publications] Yoshioka K. et al.: "Differences in DNA recognition and ---"Biochemistry. 38(2). 589-595 (1999)
• [Publications] Saito K. et al.: "The stabilized structural array of two HMG ---"Journal of Biochemistry. 125(2). 399-405 (1999)
• [Publications] Saito K. et al.: "The mechanism of sequence nonspecific DNA ---"Protein Engineering. 12(3). 235-242 (1999)
• [Publications] Nirasawa et al.: "Intramolecular chaperone and inhibitor ---"Biochemical Journal. 341. 25-31 (1999)
• [Publications] Nirasawa et al.: "Molecular cloning and expression in ---"Biochimica Biophysica Acta. 1433. 335-342 (1999)
• [Publications] Sobajima J. et al.: "HMG nonhistone chromosomal proteins HMG1---"GUT. 44(6). 867-873 (1999)