バクテリアの染色体凝縮因子の構造生物学的及び分子遺伝学的解析

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21570125
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 鎌田 勝彦 独立行政法人理化学研究所, 平野染色体ダイナミクス研究室, 専任研究員 (70360526)
• Keywords: 染色体凝縮

Research Abstract

コンデンシンは、染色体構築において中心的な役割を果たす蛋白質複合体である。バクテリアにおいても、単一のSMC(Structural Maintenance of Chromosomes)サブユニットと二種類のnon-SMCサブユニット分子(ScpAとScpB)が広く保持されている。本課題の大きな目標の一つは、個々のnon-SMCサブユニットがどのような構造的基盤を介してSMCサブユニットの活性を制御し染色体凝縮とその構築に関与しているのかを明らかにすることにある。
これまでに、SMC蛋白質のATP加水分解反応を担う領域とnon-SMCサブユニットの複合体を発現・精製し、生化学的解析によって、そのドメイン領域を同定した。また、これらのドメイン領域を枯草菌内で過剰に発現させることによって分子遺伝学的解析を進めてきた。これらの結果から、ふたつのnon-SMCサブユニットともSMC蛋白質の機能を促進するように働くことがわかった。
今年度は、さらに様々なnon-SMCサブユニット変異体を作製し、それらのSMC蛋白質のATP加水分解活性への影響を調べた。この結果、ScpBのC末端ドメインがScpA中央の可変領域への結合を介して、SMC蛋白質の加水分解活性を制御していることがわかった。さらに、ScpA-ScpB複合体の立体構造を決定することにより、二つのサブユニットの詳細な結合様式を明らかにした。これらの結果から、non-SMCサブユニットの内部構造変化に応じて、SMC蛋白質二量体化が制御される機構が存在すると考察できた。