Structural ans functional analysis of single-stranded DNA-binding protein DdrA

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26506030
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 山田 貢 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 有人宇宙技術部門, 主任研究開発員 (80510924)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 構造生物学

Outline of Annual Research Achievements

本研究では極めて効率のよいDNA修復機構を有する放射性抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランスのDNA二本鎖切断修復に関与するDdrAタンパク質の構造機能解析を行うことを目的としている。このDdrAタンパク質は放射線誘導性タンパク質であり、デイノコッカス・ラジオデュランスにおいて放射線で誘導されるタンパク質の中で最も高い発現量変化を示し、デイノコッカス・ラジオデュランスのDNA修復機構に関与するタンパク質である。しかしDdrAがDNA修復にどのようかかわっているか全くの不明であり、本研究によって得られるDdrAタンパク質の構造機能相関はデイノコッカス・ラジオデュランスのDNA修復機構の全容解明に重要な意味を成す。
先行研究でデイノコッカス・ラジオデュランスのDdrAタンパク質の結晶は解析が不可能な疑似欠面双晶となることを明らかにしていたが、本事業にて、デイノコッカス・ラジオデュランスの発現系に加えて、その近縁種であるデイノコッカス・ジオサーマリスのDdrAのコア領域の発現系構築、精製系確立、結晶化条件確立、開捏データ収集条件確立などを実施し、疑似欠面双晶を解消した結晶から2.5Åのデータ、位相決定のための重原子置換体結晶から3.5Åのデータ収集に成功し、構造解析を進めている。
また、発現系構築、精製系構築の過程で、細胞内因子によってDdrAタンパク質が限定分解によるプロセッシングを受けていることを明らかにし、現在デイノコッカス・ラジオデュランスおよびその近縁種を対象にDdrAタンパク質のプロセッシング機構の解明を行っており、プロセッシングに関わるタンパク質の道程作業を進めている。放射線照射によって引き起こされる限定分解プロセッシング機構の報告はこれまでになされておらず、生物学的に極めて重要な成果であり、今後プロセッシング機構の全容解明に向けた取り組みを続ける予定である。