ヒト基本転写因子TFIIEの全体構造解明に向けたNMRによるドメイン構造解析

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19770090
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 奥田 昌彦 Yokohama City University, 国際総合科学研究科, 特任助教 (60448686)
• Keywords: 蛋白質 / 転写 / 遣伝子発現 / NMR / 立体構造

Research Abstract

真核生物では、タンパク質をコードする遺伝子の転写はRNAポリメラーゼIIが行うが、正常な開始には少なくとも5種類の基本転写因子(TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF、TFIIH)と呼ばれるタンパク質の助けを必要とする。TFIIEはTFIIHと協調しながら働くが、両者の相互作用の詳細は不明であった。本研究では、ヒトTFIIEのαサブユニットのC末の酸性(Acidic : AC)ドメインとヒトTFIIHのp62サブユニットのN末のプレクストリン相同(Pleckstrin homology : PH)ドメインが特異的に強く結合することを見出した。TFIIEαACドメインの単独構造、及びp62PHドメインとの複合体構造を核磁気共鳴(NMR)装置により決定したところ、ACドメインの酸性アミノ酸が連続したN末テールは、未結合時には全く構造をとらない天然変性状態であったが、結合時にはβストランドを含む構造が誘起され、PHドメインの塩基性表面に広く巻き付いていた。そこでは数多くの静電気的相互作用が見られた。N末テールの酸性残基に挟まれたフェニルアラニン、及びバリン残基は、PHドメインの分子表面の2カ所の窪みにそれぞれ入り込んでいた。また、N末テールに加えて、コア構造も結合に寄与していた。がん抑制因子p53や単純ヘルペスウィルスVP16の酸性転写活性化ドメインもp62PHドメインと結合するが、TFIIEαのACドメインは新規の様式で結合していた。興味深いことに、p62PHドメイン上の結合部位の一部が重なり合うことが明らかになったことから、転写活性化時でのp62PHドメインの受け渡し機構を提案した。
本研究の成果は、TFIIE-TFIIH相互作用構造として世界初であり、ヒトTFIIEの全体構造解明のみならず、現在世界中で推し進められている転写開始複合体構造決定への有益な情報を提供する。

Research Products

• [Journal Article] Structural insight into the TFUE/THIE1 interaction : TFIIE and p53 share the binding region on TFIIH (2008)
  • Author(s): Okuda, M., Tanaka, A, Satoh, M., Mizuta, S., Takazawa, M., Ohkuma, Y., Nishimura, Y.
  • Journal Title: The EMBO Journal 27 Pages: 1161-1171
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel structural and functional mode of a knot essential for RNA binding activity of the Esal presumed chromodomain (2008)
  • Author(s): Shimojo, H., Sano, N., Moriwaki, Y., Okuda, M., Horikoshi, M., Nishimura, Y.
  • Journal Title: Journal of Molecular Biology 378 Pages: 987-1001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural characterization of human general transcription factor TFIIF in solution (2008)
  • Author(s): Akashi, S., Nagakura, S., Yamamoto, S., Okuda, M., Ohkuma, Y., Nishimura, Y.
  • Journal Title: Protein Science 17 Pages: 389-400
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 基本転写因子TmEの構造とTFIIHとの相互作用 (2008)
  • Author(s): 奥田昌彦、西村善文
  • Journal Title: 生化学 80 Pages: 501-510
• [Presentation] ヒト基本転写因子TFIIEαの酸性ドメインとヒト基本転写因子TFIIHp62のPHドメインとの複合体の溶液構造 (2008)
  • Author(s): 奥田昌彦、田中亜紀、佐藤真奈美、水田翔子、高澤学、大熊芳明、西村善文
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市、神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] NMR Studies on the Interaction between the General Transcription Factors, TFIIE and TFIIH (2008)
  • Author(s): Okuda, M., Tanaka, k, Satoh, M., Mizuta, S., Takazawa, M., Ohkuma, Y., Nishimura, Y.
  • Organizer: XXIIIrd ICMRBS Conference
  • Place of Presentation: 米国、カリフォルニア州、サンディエゴ、シェラトンホテル
  • Year and Date: 2008-08-26
• [Remarks]
  • URL: http://www.yokohama-cu.acjp/res/researcher/info/0804150kuda-ookuma.html