大腸菌のDNA複製開始機構:複製開始シグナルは存在するか?

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680675
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 和田 千恵子 京都大学, ウイルス研究所, 助教授 (10175698)
• Keywords: 大腸菌ObgホモローグObgE / GTP結合蛋白質 / 染色体分配阻害 / ObgEの精製法 / 膜結合 / DNA結合活性

Research Abstract

大腸菌やFプラスミドのDNA複製開始に関与する種々の因子は明らかになったが、新たなDNA複製が細胞分裂周期のどの時期にどのような機構で始まるかが明らかにされていない。大腸菌においても細胞分裂とDNA複製開始との同調には真核細胞と同様にシグナルが必要かもしれないとの仮定のもとに大腸菌を宿主として増殖するFプラスミドの複製開始蛋白質(RepE)に着目して、これに特異的に結合する宿主因子、GTP結合蛋白質ObgEを分離し、この蛋白質の性質を調べた。ObgEは真核細胞、原核細胞に広く保存されているGTP結合蛋白質であり、微生物では必須遺伝子であることがわかったがその機能はわかっていない。今回、大腸菌でこのホモログの性質をはじめて、詳細に解析した。obgE遺伝子の温度感受性変異株を分離し,その解析からObgEが不活性の状態ではDNAの複製開始や伸長は正常に行われたが、染色体が分配されなかったのでObgEは直接、間接的に染色体の分配に関与していることがわかった。この蛋白質は対数期の細胞では細胞あたり3万分子存在していること、この蛋白質の多くは膜結合していること、さらにObgE蛋白質の精製法を確立し、精製ObgEを用いて、これがGTP加水分解活性を持つこと、モノマーとして存在すること、DNAとの弱い結合能があることを明らかにした。今後、さらに機能の詳細な解析を行い、真核生物とも共通する機能を明らかにし、染色体の分配との関係、Fプラスミドの複製開始との関連を明らかにしていきたいと考えている。

Research Products

• [Publications] Uga,H.,Komori,H.,Miki,K.and Wada,C.: "The iteron regions necessary for the RepE-iteron interaction in vivo in mini-F plasmid of Escherichia coli."J.Biochem.. 127. 537-541 (2000)
• [Publications] Yoshimura,S.H.,Ohniwa,R.L.,Sato,M.H.,Matsunaga,F.,Kobayashi,G.,Uga,H.,Wada,C.and Takeyasu,K.: "DNA phase transition promoted by replication initiator."Biochemistry. 31. 9139-9145 (2000)