核マトリックス付着領域結合蛋白質SATB1による転写制御の構造生物学的解析

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17570103
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
• Principal Investigator: 山崎 和彦 独立行政法人産業技術総合研究所, 年齢軸生命工学研究センター, 研究チーム長 (00358243)
• Keywords: タンパク質・核酸相互作用 / 転写制御 / 免疫T細胞 / X線結晶解析 / NMR / CUTドメイン

Research Abstract

SATB1(special AT-rich sequence binding protein 1)は、胸腺において免疫T細胞の分化・成熟の制御に必要な転写因子である。インターロイキン2受容体遺伝子などDNA上の核マトリックス付着領域(MAR)に特異的に結合し、ピストン脱アセチル化酵素をrecruitすることにより、転写の抑制を行う。本研究では、SATB1によるMAR-DNAの認識機構を、構造生物学的手法を用いて明らかにすることを目的とする。
初年度においては、SATB1・MAR結合ドメインの、NMR法による立体構造解析を行い、NMR titration法などや修飾DNAなどを用いた実験により、SATB1がDNAのmajor grooveに結合するモデルを構築した。また、SATB1・MAR結合ドメインと、MAR-DNAとの複合体の結晶を作成した。
本年度においては、実験室系で2.0A分解能の回折データと高エネルギー研究所放射光施設において1.75A分解能の回折データを収集・解析し、SATB1・MAR結合ドメインと、MAR-DNAとの複合体の立体構造を決定した。その結果、初年度作製したモデルが基本的に正しいことを確認すると同時に、MAR-DNA配列を特異的に認識する機構を明らかにした。塩基特異的認識においては、直接の水素結合は1つのアミノ酸と1つの塩基の間にのみ存在し、水分子を介した水素結合や疎水的相互作用などが重要な役割を果たしていた。
SATB1のMAR結合ドメインはCUTドメインというグループに分類されるが、本研究は、CUTドメインのDNAとの複合体の立体構造として初めてのものである。現在、論文を投稿し、リバイズ段階である。