大腸菌F因子の細胞分裂誘導蛋白質、抑制蛋白質の機能発現の調節ーDNA複製との連関

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63571047
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 堀内 忠郎 九州大学, 薬学部, 教授 (10037567)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三木 健良 九州大学, 薬学部, 助教授 (40037586)
• Keywords: 大腸菌 / DNA複製 / 細胞分裂 / F因子 / letA遺伝子 / letD遺伝子 / ゲルシフト法 / DNA結合蛋白質

Research Abstract

F^+大腸菌の細胞分裂開始は、染色体DNAのみならずF因子のDNA複製にも共役している。この共役は、F因子上に存在し、細胞分裂の抑制活性を持つletD遺伝子と、letD遺伝子産物の機能を抑え細胞分裂を誘導するletA遺伝子により調節される。野生型F因子の複製を停止させた場合、letA遺伝子の機能発現が抑えられて(LetA_-LetD^+表現型をとって)染色体の分裂と細胞分裂が阻害される。この複製によるletA遺伝子の機能発現の調節機構の解析を目的に本研究を行い以下の結果を得た。
(A)F因子DNA複製と細胞分裂との共役には、letA、Dプロモ-タ-からの転写翻訳過程は関与していない。これは、letA遺伝子とlacZ遺伝子の融合遺伝子を作製しその発現がDNA複製により調節されるかどうかの解析、letA、letD遺伝子のプロモ-タ-をtacプロモ-タ-に置換したF因子を用いてF因子DNA複製と宿主菌の細胞分裂が共役が維持されるかどうかの解析より結論された。この結果は、letA遺伝子機能の調節は蛋白質の活性レベルによる事を示唆する。
(B)LetA、LetD蛋白質の生化学的活性を検索するため、これらの蛋白質のDNA結合活性の有無をゲルシフト法を用いて検討し以下の結果を得た。(1)LetA、LetD蛋白質は(あるいは、これらの蛋白質誘導に依存して合成される第3の蛋白質が)letAプロモ-タ-領域に特異的に結合する活性を持つ。また、ベクタ-保持菌粗抽出液中にも、letAプロモ-タ-領域に特異的に結合する蛋白質が存在する。このDNAー蛋白質複合体を認識してLetA、LetD蛋白質はDNAに結合するものと推測される。(2)LetA蛋白質単独でもDNA結合活性を持つ。この結合は、DNA塩基配列に非特異的、非協同的である。今後、DNA結合活性を指標として活性定量法を確立し、LetA、LetD等関係蛋白質を精製し、それらの構造と機能を検討する方向から、DNA複製と細胞分裂開始の共役機構を解析する計画である。

Research Products

• [Publications] T.Miki,T.Orita,M.Furuno,& T.Horiuchi: "Control of cell division by sex factor F in Escherichia coli III.Participation of the groES(mopB)gene of the host bacteria." Journal of Molecular Biology. 201. 327-338 (1988)
• [Publications] T.Miki,J.Park,K.Nagao & T.Horiuchi: "Control of cell division by sex factor F in Escherichia coli IV.DNA gyrase subunit A plays a key role in the coupling between DNA replication and cell division." In preparation.