2011 Fiscal Year Annual Research Report
DNAメチル化模様の形成に、ヒストン分子の翻訳後修飾が果たす役割の生化学的解析
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21570136
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
末武 勲 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (80304054)
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| Keywords | DNAメチル化 / ヒストン / ヘテロクロマチン蛋白質 |
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| Research Abstract |
生体を維持するには,遺伝子発現が適切に制御される必要がある。真核生物においてDNAは裸の状態でなく、ヒストン分子の上に巻き付いだ形でしまいこまれている。ヒストン分子ほ、様々修飾を受け、中には遺伝子制御に関わるものもある。一方、DNAがメチル化修飾を受けることもよく知られており、それは一般的に遺伝子サイレンシングに関与している。本研究では、DNAメチル化模様の形成に、ヒストン分子の翻訳後修飾が果たす役割を生化学的に解析することを目的にした。
研究遂行の過程で、DNAメチル化の維持に関与するDNAメチル化酵素(Dnmt1)を昆虫細胞で発現・精製し、その性質を調べていたところ、幸運なことに立体構造を解析するのに充分な純度と量を得ることかできた。結晶構造解析により、Dnmt1は幾つかの独立したドメイン構遥を持つことを明らかにし、ドメインの分子内配置についても詳細に記載した。中でも、N末端調節領域は、C末端触媒領域に頭を埋めており、触媒反応の過程でなんらかの手段で触媒領域に基質DNAか結合可能とする機構が存在するという仮説を立てた。その作業仮説について、酵素反応速度論的な解析を行ったところ、Dnmt1N末端の領域が触媒反応の活性化エネルギー上昇させという結果が得られ、結晶構造から予想ざれる反応特性を支持する結果となった。にの知見は、概念的に新規であり、DNAメチル化反応の制御を分子レベルで考える上で重要なものとなった。
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