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相同組換え修復におけるRAD52反応中間体の構造生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 10J02699
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 構造生物化学
研究機関早稲田大学

研究代表者

齋藤 健吾  早稲田大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードDNA修復 / 相同組換え修復機構 / X線結晶構造解析 / RAD52 / 相同組換え / X線結晶構造 / DNA結合タンパク質 / 翻訳後修飾
研究概要

本研究の意義は、相同組換え反応経路において未だ明らかにされていない反応ステップのメカニズムを明らかにする点にある。メカニズムが未知の反応ステップとして一本鎖DNAアニーリング反応とメディエーター反応があり、そのいずれの反応ステップでも中心となって働くタンパク質がRAD52である。従って、本研究ではRAD52に着目して解析を行った。本年度は一本鎖DNAアニーリング反応のメカニズムを明らかにするためにRAD52・一本鎖DNA複合体の結晶構造解析を行った。SPring-8放射光施設およびPhoton Factory放射光施設にてX線回折実験を行った結果、4種類のDNAとRAD52との複合体の立体構造を明らかにすることに成功した。今回明らかにした立体構造は世界で初となるRAD52の反応中間体の立体構造であり、一本鎖DNAアニーリング反応のメカニズムを明らかにするための重要な知見を与えた。また、メディエーター反応のメカニズムを明らかにするために様々な生化学的解析を行った。その結果、RAD52上の2つのアミノ酸がメディエーター反応に重要であることを明らかにした。RAD52が触媒するメディエーター反応のメカニズムは現在までに全く明らかにされておらず、今回の解析結果はメディエーター反応のメカニズムを明らかにするための重要な知見を示したと言える。このように本研究では磁D52が触媒する二つの反応においてメカニズムの一端を明らかにすることに成功した。いずれの発見も世界で初めてとなるものであり、相同組換え修復機構のメカニズムを明らかにするための重要な発見であると言える。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Vital role of the second DNA-binding site of Rad52 in yeast homologous recombination2011

    • 著者名/発表者名
      Naoto Arai, Wataru Kagawa, Kengo Saito, Yoshinori Shingu, Tsutomu Mikawa, Hitoshi Kurumizaka, Takehiko Shibata
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 286 号: 20 ページ: 17607-17617

    • DOI

      10.1074/jbc.m110.216739

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 発ガン防御に重要な相同組換えの分子機構2010

    • 著者名/発表者名
      齋藤健吾、香川亘、胡桃坂仁志
    • 雑誌名

      最新医学 乳がん-基礎と臨床の架け橋-

      巻: 65 ページ: 76-88

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The putative nuclear localization signal of the human RAD52 protein is a potential sumoylation site.2010

    • 著者名/発表者名
      Kengo Saito, Wataru Kagawa, Takehiro Suzuki, Hidekazu Suzuki, Shigeyuki Yokoyama, Hisato Saitoh, Satoshi Tashiro, Naoshi Dohmae, Hitoshi Kurumizaka.
    • 雑誌名

      THE JOURNAL OF BIOCHEMISTRY

      巻: 147 ページ: 833-842

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and biochemical analyses of the human PAD4 variant encoded by a functional haplotype gene.2010

    • 著者名/発表者名
      Naoki Horikoshi, Hiroaki Tachiwana, Kengo Saito, Akihisa Osakabe, Mamoru Sato, Michiyuki Yamada, Satoko Akashi, Yoshifumi Nishimura, Wataru Kagawa, Hitoshi Kurumizaka.
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section D Biological Crystallography

      巻: 67 ページ: 112-118

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular Mechanism of the Mediator Activity of Yeast Repair Protein RAD522011

    • 著者名/発表者名
      齋藤健吾、香川亘、杉山修世、小野寺圭一、新井直人、柴田武彦、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • 年月日
      2011-12-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] RAD52-ssDNA複合体の結晶構造解析2011

    • 著者名/発表者名
      齋藤健吾、香川亘、小野寺圭一、胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第10回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      北広島クラッセホテル、北海道
    • 年月日
      2011-10-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Roles of the N-terminal and C-terminal domains of the Rad52 protein in homologous recombination repair.2011

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kagawa, Kengo Saito, Shusei Sugiyama, Keiichi Onodera, Hitoshi Kurumizaka
    • 学会等名
      Physicochemical Field for Genetic Activities
    • 発表場所
      淡路
    • 年月日
      2011-01-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母Rad51によるD-loop形成促進のためのRad52第二DNA結合部位の機能2011

    • 著者名/発表者名
      新井直人, 香川亘, 斎藤健吾, 新宮良宣, 美川務, 胡桃坂仁志, 柴田武彦
    • 学会等名
      第28回 染色体ワークショップ
    • 発表場所
      加賀
    • 年月日
      2011-01-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 酵母とヒトDNA修復タンパク質Rad52の機能ドメイン解析2010

    • 著者名/発表者名
      香川亘, 齋藤健吾, 杉山修世, 小野寺圭一, 胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] DNA修復タンパク質RAD52の翻訳後修飾による機能制御機構の解析2010

    • 著者名/発表者名
      齋藤健吾, 香川亘, 鈴木秀和, 日野拓也, 安田武嗣, 斉藤寿仁, 田代聡, 堂前直, 胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ヒトと酵母のDNA修復タンパク質Rad52の機能比較2010

    • 著者名/発表者名
      齋藤健吾, 香川亘, 杉山修世, 小野寺圭一, 胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第9回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      修善寺
    • 年月日
      2010-05-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] シトルリン化タンパク質PAD4のSNP変異体の解析2010

    • 著者名/発表者名
      堀越直樹, 立和名博昭, 齋藤健吾, 香川亘, 西村善文, 佐藤衛, 山田道之, 胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第9回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      修善寺
    • 年月日
      2010-05-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Rad52タンパク質のDNA positive supercoiling活性の役割2010

    • 著者名/発表者名
      香川亘, 齋藤健吾, 胡桃坂仁志
    • 学会等名
      第9回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      修繕寺
    • 年月日
      2010-05-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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