2013 Fiscal Year Annual Research Report
ＲｅｃＱヘリカーゼによるテロメア維持機構の構造研究
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23770118
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
北野 健 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (40346309)
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| Keywords | タンパク質 / DNA / ヘリカーゼ / RecQファミリー / ウェルナー症候群 / ブルーム症候群 / 構造生物学 / 生物物理学 |
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| Research Abstract |
ウェルナー症候群の原因タンパク質 WRN（Werner syndrome protein）とブルーム症候群の原因タンパク質 BLM（Bloom syndrome protein）は，RecQ ファミリーに属する DNA ヘリカーゼで，C 末に特徴的に保存された RQC（RecQ C-terminal）ドメイン と HRDC（helicase-and-ribonuclease D-C-terminal）ドメインを有している。
本年度は，BLM タンパク質 RQC ドメインのＸ線結晶構造解析を進めた。この結果，同ドメインにリン酸イオンが結合した状態のタンパク質立体構造を，分解能 2.7 オングストロームで決定することに成功した。これは，BLM ヘリカーゼの DNA 作用部位の立体構造を，世界で初めて明らかにした研究成果である。
BLM RQC ドメインは，結晶中で二量体を形成していた。溶液中での BLM RQC ドメインの挙動を調べるために，ゲルろ過クロマトグラフィー法，超遠心分析法，CD スペクトル測定法による分子形状の解析実験を行った。その結果，同ドメインは溶液中で，単量体として存在していることが明らかとなった。
さらに，RQC ドメインに結合しているリン酸イオンの位置を利用して，BLM ヘリカーゼが DNA に作用している状態の立体構造モデルを，コンピュータを使って作成した。この複合体モデルを使って，RecQ ファミリーヘリカーゼが，テロメア領域などの DNA を巻き戻す仕組みに関して，新しい機構を提唱することができた。
以上の研究成果を原著論文にまとめて，国際科学ジャーナルに発表した（Kim et al, 2013, Sci. Rep., 3, 3294.）。リン酸結合型 BLM RQC ドメインの立体構造は，タンパク質構造データベース PDB（Protein Data Bank）に原子座標とＸ線回折データを登録して，インターネット上で一般公開した（PDB ID：3WE2）。
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Research Products
(8 results)
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[Presentation] Protein interaction between NADH oxidase and AhpC (Prx) from Amphibacillus xylanus.2013
Author(s)
Daichi Mochizuki, Toshiaki Arai, Keita Hara, Takashi Matsumoto, Ken Kitano, Tamotsu Zako, Masafumi Odaka, Masafumi Yohda, Junichi Sato, Shinji Kawasaki, Shuji Kanamaru, Fumio Arisaka, Youichi Niimura
Organizer
21st International Conference on Analytical Ultracentrifugation, Hydrodynamics, Thermodynamics and Complementary Methods（AUC2013）
Place of Presentation
ホテルニューアカオ, 静岡県熱海市
Year and Date
20130923-20130928
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