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DNA複製装置複合体(レプリソーム)の全体像を探る

研究課題

研究課題/領域番号 15310151
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物分子科学
研究機関九州大学

研究代表者

石野 良純  九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (30346837)

研究分担者 山上 健  九州大学, 大学院・農学研究院, 助手 (80243947)
神田 大輔  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (80186618)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
15,400千円 (直接経費: 15,400千円)
2005年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2004年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
2003年度: 6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
キーワード複製装置 / 超分子複合体 / タンパク質の構造と機能 / 複製起点 / DNAポリメラーゼ / DNA複製 / DNA修復 / アーキア / 複製フォーク / 耐熱性 / ヘリカーゼ / ヌクレアーゼ / 超好熱菌 / ツーハイブリッド / タンパク質相互利用 / Pyrococus
研究概要

DNA複製はフォーク構造DNAと蛋白質複合体から構成されるレプリソームと呼ばれる超分子複合体が正しく機能することによって進行する。レプリソームが時々刻々と再編を繰り返し、正しく染色体DNAを複製していく分子機構を正確に理解することを日的として本研究を進めている。我々の研究の特徴は、原核生物でありながらその複製、修復関連蛋白質が真正細菌のものよりも真核生物のものにより類似している古細菌由来の蛋白質を用いているところにある。古細菌の中でも超好熱古細菌由来の蛋白質は特に安定性に優れ、複合体としての機能構造解析にとって最も適した実験材料であると考えられる。我々は、超好熱古細菌Pyrococcus furiosus由来の蛋白質因子を用いて種々のDNA複製、修復複合体解析を進めた。本年度は複製開始蛋白質Cdc6/Orc1の性質解析として、本蛋白質が細胞中で複製起点に特異的に結合していることを実験的に確認した。さらにこの蛋白質のDNA結合様式について知見を得るために、種々の実験を行い、配列特異性を見出した。Cdc6/Orc1蛋白質がどのような構造特性を持っているのかについては、電子顕微鏡やゲルろ過解析を行い、ヌクレオチドコファクターに依存して構造変化が起きることも分かった。
複製フォークが正しく進行しないときに働くと考えられる修復機構のためにレプリソームが再編されることが予想されるが、我々は複製フォークに特異的に働くP.furiosus由来のHefヘリカーゼ/ヌクレアーゼの機能、構造解析を進めている。この蛋白質の機能の一部を大腸菌の中で担っている可能性があるPriA蛋白質の構造と機能について分担者の神田グループが解析を進めてきた。その結果、この蛋白質には複製フォークが停止した時に、その新生鎖末端を認識する機能があることを、構造化学的に証明した。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (33件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Stoichiometric complex formation by proliferating cell nuclear antigen (PCNA) and its interacting protein : purification and crystallization of the DNA polymerase and PCNA monomer mutant complex from Pyrococcus furiosus2006

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Acta Cryst F62

      ページ: 253-256

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conprehensive search for DNA polymerase in the hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus furiosus2006

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure-specific DNA nucleases : structural basis for 3D-scissors2006

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Curr. Opin. Struct. Biol 16

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanisms of Maintaining Genetic Stability by Homologous Recombination2006

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Chem Rev 106

      ページ: 324-339

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of the N-terminal domain of PriA from Escherichia coli2006

    • 著者名/発表者名
      Kohda, D., et al.
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta 1764

      ページ: 157-160

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure-specific DNA nucleases : structural basis for 3D-scissors2006

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Curr.Opin.Struct.Biol 16

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary crystallographic analysis of the N-terminal domain of PriA from Escherichia coli2006

    • 著者名/発表者名
      Khoda, D., et al.
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta 1764

      ページ: 157-160

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Comprehensive search for DNA polymerase in the hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus furiosus2006

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Functional Implications of Pyrococcus furiosus Hef Helicase Domain Involved in Branched DNA Processing2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Structure 13

      ページ: 143-153

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of a Novel Helicase Activity Unwinding Branched DNAs from the Hyperthermophilic Archaeon, Pyrococcus furiosus2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem 280

      ページ: 12351-12358

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structural and Functional Analyses of an Archaeal XPF/Rad1/Mus81 Nuclease : Asymmetric DNA Binding and Cleavage Mechanisms2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Structure 13

      ページ: 1183-1192

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of the critical region in Replication factor C from Pyrococcus furiosus for the stable complex formation with Proliferating cell nuclear antigen and DNA2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Genes Genet. Syst 80

      ページ: 83-93

    • NAID

      130000062161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Expression and Molecular Characterization of Spherical Particles Derived from the Genome of the Hyperthermophilic Euryarchaeote Pyrococcus furiosus2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      J Biochem 138

      ページ: 193-199

    • NAID

      10017346692

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Overproduction, purification and crystallization of an archaeal DNA ligase from Pyrococcus furiosus2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Acta Cryst F61

      ページ: 1100-1102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Open clamp structure in the clamp-loading complex visualized by electron microscopic image analysis2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci USA 102

      ページ: 13795-13800

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The archaeal Hjm helicase has recQ-like functions, and may be involved in repair of stalled replication fork2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Genes Cells 11

      ページ: 99-110

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DNA複製、修復研究から遺伝子解析技術開発へ2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      DNA多型 13

      ページ: 1-13

    • NAID

      10015685088

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure of a biologically functional form of PriB from Escherichia coli reveals a potential single-stranded DNA-binding site2005

    • 著者名/発表者名
      Kohda, D., et al.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun 326

      ページ: 766-776

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of a Novel Helicase Activity Unwinding Branched DNAs from the Hyperthermophilic Archaeon, Pyrococcus furiosus2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem 280

      ページ: 12351-12358

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Identification of the critical region in Replication factor C from Pyrococcus furiosus for the stable complex formation with Proliferating cell nuclear antigen and DNA2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Genes Genet.Syst 80

      ページ: 83-93

    • NAID

      130000062161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Open clamp structure in the clamp-loading complex visualized by electron microscopic image analysis2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A 102

      ページ: 13795-13800

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DNA replication and repair〜application of basic research to genetic engineering technology2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      DNA Polymorphism 13

      ページ: 1-13

    • NAID

      10015685088

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Crystal structure and functional implications of Pyrococcus furiosus Hef helicase domain involved in branched DNA processing2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Structure 13

      ページ: 143-153

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of a novel helicase activity unwinding branched DNAs from the hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus furiosus2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem 280

      ページ: 12351-12358

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural and functional analyses of an archaeal XPF/Rad1/Mus81 nuclease : asymmetric DNA binding and cleavage mechanisms2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Structure 13

      ページ: 1183-1192

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of the critical region in Replication factor C from Pyrococcus furiosus for the stable complex formation with proliferating cell nuclear antigen and DNA2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Genes Genet.Syst 80

      ページ: 83-93

    • NAID

      130000062161

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Expression and molecular characterization of spherical particles derived from the genome of the hyperthermophilic euryarchaeote Pyrococcus furiosus2005

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      J Biochem 138

      ページ: 193-199

    • NAID

      10017346692

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Crystal Structure and Functional Implications of Pyrococcus furiosus Hef Helicase Domain Involved in Branched DNA Processing2005

    • 著者名/発表者名
      Nishino T, Komori K, Tsuchiya D, Ishino Y, Morikawa K
    • 雑誌名

      Structure 13

      ページ: 143-153

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of a novel helicase activity unwinding branched DNAs from the hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus furiosus2005

    • 著者名/発表者名
      Fujikane, R., Komori, K., Shinagawa, H., Ishino, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The clamp-loading complex for processive DNA replication2004

    • 著者名/発表者名
      Miyata, T, Oyama, T, Mayanagi, K, Ishino, S, Ishino, Y, Morikawa, K
    • 雑誌名

      Nat Struct Mol Biol. 11

      ページ: 632-636

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Role of the Escherichia coli RecQ DNA helicase in SOS signaling and genome stabilization at stalled replication forks2004

    • 著者名/発表者名
      Hishida, T, Han, YW, Shibata, T, Kubota, Y, Ishino, Y, Iwasaki, H, Shinagawa, H
    • 雑誌名

      Genes and Development 18

      ページ: 1886-1897

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Cooperation of the N-terminal helicase and C-terminal endonuclease activities of archaeal Hef protein in prcessing stalled replication fork2004

    • 著者名/発表者名
      Komori K, Hidaka M, Horiuchi T, Fujikane R, Shinagawa H, Ishino Y
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 279

      ページ: 53175-53185

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Conprehensive search for DNA polymerase in the hyperthermophilic archaeon, Pyrococcus furiosus

    • 著者名/発表者名
      Ishino, Y., et al.
    • 雑誌名

      Nucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsumiya S.et al.: "Intermolecular ion pairs maintain the toroidal structure of Pyrococcus furiosus PCNA"Protein Science. 12. 823-831 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nishino T.et al.: "X-ray and biochemical anatomy of an archaeal XPF/Rad1?Mus81 family nuclease : similarity between its endonuclease domain and restriction enzyme"Structure. 11. 445-457 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ishino S.et al.: "Mutational analysis of Pyrococcus furiosus replication factor C based on the three-dimensional structure"Extremophiles. 7. 169-175 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Jolivet E.et al.: "Physiological responces of the Hyperthermophilic archaeon"Pyrococcusabyssi" to DNA damage caused by ionizing radiation"Journal of Bacteriology. 185. 3958-3961 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 石野 良純: "アーキアは複製研究のモデルとなりうるか?"化学と生物. 41. 426-428 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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