研究課題
基盤研究(C)
相同組換えは、DNAの二重鎖切断損傷の修復や減数分裂期での遺伝的組換えにおいて重要な役割を果たしている。相同組換えの要の反応である相同的対合は、バクテリアRecAおよび2種類の真核生物型RecAホモログであるRad51とDmc1によって触媒されることが知られている。これらの相同的対合タンパク質(RecA、Rad51、およびDmc1)は、WalkerタイプのATPaseモチーフを持ち、単量体としては酷似した立体構造を形成しており、自己会合によりらせんフィラメント状の四次構造を形成する。しかし、Dmc1は、このようならせんフィラメント状構造以外にも8量体のリング構造を形成することが明らかになった。Dmc1とRad51は、互いに50%以上のアミノ酸配列相同性を有するにも関わらず、Dmc1で見られる8量体のリング構造は、Rad51では観察されていない。このようなRad51とDmc1との問の四次構造における差異が、それらの相同組換えにおける役割の違いを生じていると考えられる。申請者らは、X線結晶構造解析法によって、すでにヒトDmc1の8量体リング構造を原子分解能で決定することに成功している。そこで本年度は、このDmc1のリング構造形成の分子機構1を明らかにするために、ヒト由来のRad51とDmc1とのキメラタンパク質のデザインを行った。それらのRad51/Dmc1キメラタンパク質を用いて物理化学的および生化学的解析を行い、Rad51およびDmc1のリング-フィラメント構造の変換機構の解析を行う予定である。また、Rad51およびDmc1の性質に変化を生じる変異体の作製に成功した。これらの点変異体Rad51およびDmc1の物理化学的および生化学的解析の結果、Rad51のDNA結合部位やDmc1のリング構造形成に重要なアミノ酸残基の特定に成功した。
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