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転写開始過程におけるσ因子の動態

研究課題

研究課題/領域番号 11680617
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

藤田 信之  国立遺伝学研究所, 分子遺伝研究系, 助手 (90173434)

研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1999年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードRNAポリメラーゼ / 転写 / σ因子 / 蛋白質-蛋白質相互作用 / 蛋白質-DNA相互作用 / 大腸菌
研究概要

大腸菌における主要σ因子であるσ70、終止期特異的に働くσ38、窒素代謝関連遺伝子の発現に働くσ54の3種のσ因子を対象に、分子上の様々な位置に1個のみシステイン残基を持つ変異体をそれぞれ12種類、9種類、5種類作成した。システィン特異的な修飾反応を使って、これらのσ変異体のそれぞれにペプチド鎖・ヌクレオチド鎖切断活性を持つ鉄・EDTA誘導体を導入した。ホロ酵素を再構成したのち、切断反応を行なって、RNAポリメラーゼのβ、β'サブユニット上の切断位置を同定した。また、DNAを加えて転写開始複合体を形成させたのちに切断反応を行ない、鋳型DNAの切断位置を調べた。その結果から、3種類のσ因子がコア酵素上のほぼ同一の領域と接触していること、転写開始複合体中でのσ因子の配向が互いによく似ていることが示された。
β'サブユニットの種々の領域を含むフラグメントを調製し、in vitroでのσ70との結合を調べた結果、保存領域Bを含む201から345までの領域が、量も強い結合活性を示した。この結果は鉄・EDTA誘導体を用いた上の結果ともよく一致しており、この領域が主なσ因子結合部位であると結論された。
σ70の保存領域のうち機能がわかっていない4.1領域に注目し、保存性の高いアミノ酸をAlaに置換した変異体11種を作成して、in vitro転写およびDNaseIフットプリンティングによる解析を行なった。その結果、4.1領域はプロモーターの認識に直接関わってはいないものの、4.1領域上のいくつかのアミノ酸残基が、恐らくはコア酵素との相互作用を介して、σの4.2領域とプロモーターの-35配列との正確な配向を決めるのに重要な役割を果たしていることが示唆された。
大腸菌のそれぞれのσ因子の細胞内での存在量と増殖相による変動を測定した。またin vitroでそれぞれのσ因子のコア酵素への結合活性を測定した。これらのデータからそれぞれのホロ酵素の細胞内での存在量を推定するこくとができた。また、いくつかのσ因子の組み合わせについて、それぞれの濃度およびコア酵素への親和性を反映して実際にσ因子の交換が起こることをin vitroで示した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] Colland, F.: "Positioning of σs, the stationary phase σ factor, in Esoherichia coli RNA polymerase-promoter open complexes"EMBO J.. 18. 4049-4059 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Bown, J.A.: "Organization of open complexes at Escherichia coli promoters. Location of promoter DNA sites close to region 2.5 of the σ70 subunit of RNA polymerase"J. Biol. Chem.. 274. 2263-2270 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maeda, H.: "Competition among seven Escherichia coli sigma sbunits : relative binding affinities to the core RNA polymerase"Nucleic Acids Res.. 28. 3497-3503 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katayama, A.: "Mapping of subunit-subunit contact surfaces on the β' subunit of Escherichia coli RNA polymerase"EMBO J.. 275. 3583-3592 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wigneshweraraj, S.R.: "Conservation of sigma-core RNA polymerase proximity relationships between the enhancer-independent and enhancer-dependent sigma classes"EMBO J.. 19. 3038-3048 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Colland, F.: "The interaction between σs, the stationary phase a factor, and the core enzyme of Escherichia coli RNA polymerase"Genes Cells. 7. 233-247 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Bown, J.A: "Organization of open complexes at Escherichia coli promoters. Location of promoter DMA sites close to region 2.5 of the sigma70subunit of RNA polymerase."J. Biol. Chem. 274. 2263-2270 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Colland, F.: "Positioning of σS, the stationary phase a factor, in Escherichia coli RNA polymerase-promoter open complexes."EMBO J.. 18. 4049-4059 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katayama, A: "Mapping of subunit-subunit contact surfaces on the p' subunit of Escherichia coli RNA polymerase."J. Biol. Chem. 275. 3583-3592 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohnuma, M: "carboxy-terminal 1 6- amino-acid region of a38 of Escherichia coli is important for transcription under high-salt conditions and sigma activities in vivo."J. Bacteriaol.. 182. 4628-4631 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wigneshweraraj, S.R.: "Conservation of sigma- core RNA polymerase proximity relationships between the enhancer-independent and enhancer-dependent sigma classes."EMBO J.,. 19. 3038-3048 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maeda, H.: "Competition among seven Escherichia coli sigma sbunits : relative binding affinities to the core RNA polymerase."Nucleic Acids Res.. 7. 3497-3503 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Colland, F.: "The interaction between σS, the stationary phase a factor, and the core enzyme of Escherichia coli RNA polymerase."Genes Cells. 7. 233-247 (2002)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Yamamoto: "Novel mode of transcription regulation by SdiA, an Escherichia coli homologue of the quorum-sensing regulator"Molecular Microbiology. 41. 1187-1198 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Shin: "Repression of deoP2 in Escherichia coli by CytR : conversion of a transcription activator into a repressor"EMBO Journal. 20. 5392-5399 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] O.N.Ozoline: "Mode of DNA-protein interaction between the C-terminal domain of Escherichia coli RNA polymerase α subunit and T7D promoter UP element"Nucleic Acids Research. 29. 4909-4919 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] F.Golland: "The interaction between σ^S, the stationary phase σ factor, and the core enzyme of Escherichia coli RNA polymerase"Genes to Cells. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Colland,F.: "Positioning of σS, the stationary phase σ factor, in Escherichia coli RNA polymerase-promoter open complexes."EMBO J.. 18. 4049-4059 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Bown,J.A.: "Organization of open complexes at Escherichia coli promoters.Location of promoter DNA sites close to region 2.5 of the σ70 subunit of RNA polymerase."J.Biol.Chem.. 274. 2263-2270 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ohnuma,M: "A carboxy-terminal 16-amino-acid region of σ38 of Escherichia coli is important for transcription under high-salt conditions and σ activities in vivo."J.Bacteriaol.. 182. 4628-4631 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Maeda,H.: "Competition among seven Escherichia coli sigma sbunits : relative binding affinities to the core RNA polymerase."Nucleic Acids Res.. 28. 3497-3503 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Wigneshweraraj,S.R.: "Conservation of sigma-core RNA polymerase proximity relationships between the enhancer-independent and enhancer-dependent sigma classes."EMBO J.. 19. 3038-3048 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Maeda,H.: "Two extracytoplasmic function sigma subunits, E and Fecl, of Escherichia coli : Promoter selectivity and intracellular levels. "J.Bacteriol.. 182. 1181-1184 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Colland, F.: "Positioning of σS, the stationary phase σ factor, in Escherichia coli RNA polymerase-promoter open complexes"EMBO Journal. 18. 4049-4059 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Bown, J. A.: "Organization of open complexes at Escherichia coli promoters. Location of promoter sites close to region 2.5 of the σ70subunit of RNA polymerase"Journal of Biological Chemistry. 274. 2263-2270 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ozoline, O. N.: "Transcriptional activation mediated by the carboxy-terminal domain of RNA polymerase α subunit : Multipoint monitoring with a fluorescent probe"Journal of Biological Chemistry. 275. 1119-1127 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita, N.: "Structural requirements for the interdomain linker of α subunit of Escherichia coli RNA polymerase"Biochemistry. 39(印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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