DNA結合タンパク質の塩基配列特異性の網羅的な定量化

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15014227
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 西村 善文 横浜市立大学, 総合理学研究科, 教授 (70107390)
• Keywords: DNA結合タンパク質 / 二重鎖DNAチップ / TRF / テロメアDNA / 表面電荷 / 転写因子 / NMR / MS

Research Abstract

二重鎖テロメア配列に結合するタンパク質としてヒトではTRF1とTRF2が発見された。今回TRF2のDNA結合ドメインとテロメアDNAとの複合体構造をNMRで決定した。3本のヘリックスからなるMyb様構造を保持していた。3本のヘリックスの立体配置はフリーの時と同じであったがDNAの小さな溝で特異的にTT配列を認識しているN末のフレキシブルアームがフリーの時に比べてDNAとの結合により固定化された。3番目のヘリックスがAGGG配列をDNAの大きな溝で特異的に認識していた。以前に決定したTRF1とテロメアDNAとの複合体構造と比較してDNA認識様式はほとんど同じであった。いくつかの変異体を作成し、テロメアDNAへの結合能を測定した。
テロメアDNAの3'側に突出した1本鎖DNAの構造に関しては、少なくとも試験管内ではTTAGGG配列が繰り返した1本鎖DNAはそれ自身で折り畳まれてグアニン塩基同士で4重らせん構造を形成する。今回TRF2のDNA結合ドメインが特異的にTTAGGG配列が形成する4重らせん構造に結合することを見出した。TRF2は二重鎖DNAに結合するだけではなく1本鎖DNAが作る4重らせん構造にも結合して染色体末端構造の保持に関与している。
転写因子c-Myb DNA結合ドメインと22塩基対からなる数種類の二重鎖DNAの系において、その結合の強さについてエレクトロスプレーイオン化質量分析法を用いて解析した。溶液での複合体の解離定数とエレクトロスプレーイオン源部の電圧パラメータの間の相関を明らかにし、解離定数未知のDNA-タンパク質複合体の結合の強さについて、質量分析を用いて解析できることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 西村 善文: "DNA・RNAヌクレオチドの合成と代謝"化学と工業. 第56巻. 541-544 (2003)
• [Publications] 西村 善文: "DNA二重らせん構造の歴史"蛋白質・核酸・酵素. Vol.48. 707-717 (2003)
• [Publications] 西村 善文: "NMR分光法-原理から応用まで"日本分光学会. 269 (2003)