生体内シグナル応答性高選択的DNA結合スモールプロテインの創製

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680590
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 森井 孝 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助手 (90222348)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牧野 圭祐 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (50159141)
• Keywords: DNA認識 / タンパク質デザイン / 高次構造 / 分子認識 / ロイシンジッパー / 二量体

Research Abstract

本研究は、生理条件下でDNA結合活性をもち、生体内シグナル分子の種類や濃度変化に応じて塩基配列選択的にDNAをターゲッティングできる新しい機能性スモールプロテインを創成することを目的としている。bZIPタンパク質がLZ部位で二量体を形成し、BRペプチドが特定の塩基配列を有するDNA存在下で、αヘリックスへの構造転移を行う現象に注目し、BRペプチドの構造転移とαヘリックス構造の安定性を変化させることによってペプチドのDNA結合および塩基配列特異性を制御することにより、二量体ペプチドのDNAへの親和性および選択性を制御することを目指している。
本年度は、生理条件下で安定な折り畳み構造をとる新しいDNA結合ドメインを既存のタンパク質の三次元構造をもとにして設計した、熱的に安定な新しいフォールディング構造を持つDNA結合ドメインの設計を行った。三次元構造が明らかになっているvillinという熱的に安定な折りたたみ構造を持つタンパク質をもとにして、GCN4のDNA結合αヘリックスを構築したbVILをvillinが安定に折り畳み構造をとるための疎水性アミノ酸は保存したまま、塩基配列認識に必須なアミノ酸をC末端側に延長したvillinαヘリックスの外側に導入した。この新規DNA結合ドメインbVILはvillinと同様に疎水性コアを形成することにより安定な折りたたみ状態を形成し、天然のGCN4のDNA結合部位と同等のDNA結合活性を示した。また、ロイシンジッパー二量体形成部位を導入したbVILZIPは42℃において天然のGCN4を凌ぐDNA結合活性・塩基配列選択性を有することがわかった。

Research Products

• [Publications] S.Sato,K.Makino,T.Morii: "DNA Binding of a Basic Leucine-Zipper Protein with Novel Folding Domain "Nucleic Acids Res.Symp.Ser.. 44. 13-14 (2000)
• [Publications] T.Morii: "Design of Sequence Specific DNA Binding Peptide Dimers."Protein Science. 9. 148-148 (2000)