DNA損傷を乗り越えるDNAポリメラーゼζ/REV1複合体の構造機能解析

• 研究課題/領域番号: 22770109
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 橋本 博 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 助教 (40336590)
• 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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: X線結晶解析 / DNA複製 / DNA損傷 / DNAポリメラーゼ / 損傷乘り越えDNA合成 / 突然変異 / 構造解析 / タンパク質間相互作用 / 損傷乗り越えDNA合成

研究概要

REV1, REV3, REV7は損傷乗り越えDNA合成において中心的なタンパク質である.損傷乗り越えDNA合成とは,損傷塩基を鋳型にしたDNA合成であり, DNA損傷による複製停止を回避する戦略である. REV1とREV3は誤りがちなDNAポリメラーゼである. REV7はREV1とREV3の両方と相互作用し,三者複合体REV1-REV7-REV3を形成する.特にREV7-REV3複合体をDNAポリメラーゼζという. REV7は2つの誤りがちなDNAポリメラーゼを機能的かつ物理的に繋ぐアダプタータンパク質である.本研究では, REV1, REV3, REV7が中心となって機能する損傷乗り越えDNA合成の分子機構を原子レベルで明らかにするため, REV1-REV7-REV3複合体のX線結晶構造解析を行った.我々はREV1-REV7-REV3複合体の結晶化に成功し,電子密度からREV1のC末端ドメインが4つのαヘリックスで構成されたヘリックスバンドル構造であることを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Mechanistic insights into the activation of Rad51-mediated strand exchange from the structure of a recombination activator, the Swi5-Sfr1 complex (2013)
  • 著者名/発表者名: N.Kuwabara, Y.Murayama, H.Hashimoto, Y.Kokabu, M.Ikeguchi, M.Sato, K.Mayanagi, Y.Tsutsui, H.Iwasaki,and T.Shimizu
  • 雑誌名: Structure 巻: 20 号: 3 ページ: 440-449
  • DOI: 10.1016/j.str.2012.01.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a small molecule PCNA inhibitor that disrupts interactions with PIP-Box proteins and inhibits DNA replication (2012)
  • 著者名/発表者名: Chandanamali Punchihewa, Akira Inoue, Asami Hishiki, Yoshihiro Fujikawa, Michele Connelly, Benjamin Evison, Youming Shao, Richard Heath, Isao Kuraoka, Patrick Rodrigues, Hiroshi Hashimoto, Masanobu Kawanishi, Mamoru Sato, Takashi Yagi, Naoaki Fujii
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 号: 17 ページ: 14289-14300
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.353201
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel heterotetrameric structure of the crenarchaeal PCNA2-PCNA3 complex (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Kawai, H.Hashimoto, S.Higuchi, M.Tsunoda c, M.Sato, K.T.Nakamura, S.Miyamoto
  • 雑誌名: J.Struct.Biol. 巻: 174 号: 1 ページ: 443-450
  • DOI: 10.1111/j.1574-6968.2011.02233.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel heterotetrameric structure of the crenarchaeal PCNA2-PCNA3 complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Akito Kawai, Hiroshi Hashimoto, Shigesada Higuchi, Masaru Tsunoda, Mamoru Sato, Kazuo T Nakamura, Shuichi Miyamoto
  • 雑誌名: J Struct Biol 巻: 174 号: 3 ページ: 443-450
  • DOI: 10.1016/j.jsb.2011.02.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization of Bg7S, Purification, crystallization and X-ray diffraction study of basic 7S globulin from soybean (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshizawa, H.Hashimoto, T.Shimizu, M.Yamabe, N.Shichijo, K.Hanada, H.Hirano, M.Sato
  • 雑誌名: Acta Cryst. 巻: F67 号: 11 ページ: 87-89
  • DOI: 10.1111/j.1742-4658.2011.08111.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification, crystallization and X-ray diffraction study of extracellular dermal glycoprotein from carrot and the inhibition complex it forms with an endo-beta-glucanase from Aspergillus aculeatus (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshizawa, T.Shimizu, H.Hirano, M.Sato, H.Hashimoto
  • 雑誌名: Acta Cryst. 巻: F67 号: 7 ページ: 830-832
  • DOI: 10.1107/s1744309111020045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for matrix metalloproteinase-2 (MMP-2)-selective inhibitory action of β-amyloid precursor protein-derived inhibitor (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Hashimoto, T.Takeuchi, K.Komatsu, K.Miyazaki, M.Sato, S.Higashi
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 286 号: 38 ページ: 33236-33243
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.264176
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Development of N-α-(2-Carboxyl)benzoyl-N5-(2-fluoro-1-iminoethyl)-L-The Development of N-α-(2-Carboxyl)benzoyl-N5-(2-fluoro-1-iminoethyl)-L-ornithine Amide (o-F-amidine) and N-α-(2-Carboxyl)benzoyl-N5-(2-chloro-1-iminoethyl)-L-ornithine Amide (o-Cl-amidine) As Second Generation Protein Arginine Deiminase (PAD) Inhibitors (2011)
  • 著者名/発表者名: C.P.Causey, J.E.Jones, J.L.Slack, D.Kamei, L.E.Jones, Jr., V.Subramanian, B.Knuckley, P.Ebrahimi, A.A.Chumanevich, Y.Luo, H.Hashimoto, M.Sato, L.J.Hofseth P.R.Thompson
  • 雑誌名: J.Med.Chem. 巻: 54 号: 19 ページ: 6919-6935
  • DOI: 10.1021/jm2008985
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fission yeast Swi5-Sfr1 protein complex, an activator of Rad51 recombinase, forms an extremely elongated dogleg-shaped structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Kokabu Y, Murayama Y, Kuwabara N, Oroguchi T, Hashimoto H, Tsutsui Y, Nozaki N, Akashi S, Unzai S, Shimizu T, Iwasaki H, Sato M, Ikeguchi M
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 号: 50 ページ: 43569-43576
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.303339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization of Bg7S, Purification, crystallization and X-ray diffraction study of basic 7S globulin from soybean (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuya Yoshizawa, Hiroshi Hashimoto, Toshiyuki Shimizu, Mayuki Yamabe, Naoki Shichijo, Kazuki Hanada, Hisashi Hirano, Mamoru Sato
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 巻: F67 ページ: 87-89
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and X-ray diffraction studies of DNA-free and DNA-bound forms of EcoO109I DNA methyltransferase (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Iwamoto, Asami Hishiki, Takashi Shimada, Tsuyoshi Imasaki, Junko Tsuda, Keiko Kita, Toshiyuki Shimizu, Mamoru Sato, Hiroshi Hashimoto
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 巻: F66 ページ: 1528-1530
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of zinc-finger domain of Nanos and its functional implications (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hashimoto, Kodai Hara, Asami Hishiki, Shigeta Kawaguchi, Naoki Shichijo, Keishi Nakamura, Satoru Unzai, Yutaka Tamaru, Toshiyuki Shimizu, Mamoru Sato
  • 雑誌名: EMBO Rep 巻: 11 ページ: 848-853
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression, purification and crystallization of Swi5 and the Swi5-Sfr1 complex from fission yeast (2010)
  • 著者名/発表者名: Naoyuki Kuwabara, Hiroshi Hashimoto, Noriyo Yamada, Satoru Unzai, Mitsunori Ikeguchi, Mamoru Sato, Yasuo Murayama, Hiroshi Iwasaki, Toshiyuki Shimizu
  • 雑誌名: Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun 巻: F66 ページ: 1124-1126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and functional characterization of Vibrio parahaemolyticus thermostable direct hemolysin (2010)
  • 著者名/発表者名: Itaru Yanagihara, Kumiko Nakahira, Tsutomu Yamane, Shuji Kaieda, Kouta Mayanagi, Daizo Hamada, Takashi Fukui, Kiyouhisa Ohnishi, Shin'ichiro Kajiyama, Toshiyuki Shimizu, Mamoru Sato, Takahisa Ikegami, Mitsunori Ikeguchi, Takeshi Honda, Hiroshi Hashimoto
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 285 ページ: 12299-12307
  • 査読あり
• [雑誌論文] 腸炎ビブリオが産生する耐熱性溶血毒TDHの構造と機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本博, 山根努, 池口満徳, 中平久美子, 柳原格
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 52 ページ: 285-289
  • NAID: 10027673136
  • 査読あり
• [学会発表] ニンジンEDGPの麹菌キシログルカン特異的エンドグルカナーゼ阻害機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉澤拓也, 清水敏之, 平野久, 橋本博, 佐藤衛
  • 学会等名: 第29回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Structure of REV7 in complex with a REV3 fragment and structural implication of the interaction between DNA polymeraseζand REV1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hashimoto
  • 学会等名: SNY-YCU Bilateral Symposium on Structural Biology
  • 発表場所: RIEKN Yokohama Institute, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] Structure of REV7 in complex with a REV3 fragment and structural implication of the interaction between DNA polymerase ζ and REV1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hashimoto
  • 学会等名: SNY-YCU Bilateral Symposium on Structural Biology
  • 発表場所: RIEKN Yokohama Institute, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] 生殖細胞の形成に関わるゼブラフィッシュ由来Nanosタンパク質の構造生物学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本博
  • 学会等名: 三重大学大学院生物資源学研究科 生物圏生命科学専攻博士後期課程 重点シンポジウム
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2011-02-21
• [学会発表] Structure of REV7 in complex with a REV3 fragment and structural implication of the interaction between DNA polymeraseζ and REV1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hashimoto, Kodai Hara, Yoshiki Murakumo, Shunsuke Kobayashi, Toshiaki Kogame, Satoru Unzai, Satoko Akashi, Shunichi Takeda, Toshiyuki Shimizu, Mamoru Sato
  • 学会等名: NH Grand Hotel Krasnapolsky
  • 発表場所: Amsterdam, Netherlands
• [学会発表] 始原生殖細胞の維持に関わるNanosの構造生物学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本博, 原幸大, 菱木麻美, 川口茂太, 吉澤拓也, 雲財悟, 田丸浩, 清水敏之, 佐藤衛
  • 学会等名: 第11回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] 始原生殖細胞の形成に関わるNanosの構造生物学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本博, 原幸大, 菱木麻美, 川口茂太, 七條直記, 中村敬至, 雲財悟, 田丸浩, 清水敏之, 佐藤衛
  • 学会等名: 第28回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 腸炎ビブリオ由来耐熱性溶血毒TDHの構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本博, 中平久美子, 山根努, 福井貴史, 大西紀陽久, 清水敏之, 本田武司, 佐藤衛, 池口満徳, 柳原格
  • 学会等名: 第28回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 制限酵素EcoO109IのDNA結合に関する構造研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡部みなみ, 橋本博, 喜多恵子, 清水敏之, 佐藤衛
  • 学会等名: 第28回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] MMP-2とAPP由来インヒビターペプチドとの複合体の結晶構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹内友香, 橋本博, 宮崎香, 佐藤衛, 東昌市
  • 学会等名: 第16回日本病態プロテアーゼ学会学術集会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンタ
• [学会発表] Crystal structure of zinc-finger domain of Nanos and its functional implications (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hashimoto, Kodai Hara, Asami Hishiki, Shigeta Kawaguchi, Takuya Yoshizawa, Satoru Unzai, Yutaka Tamaru, Toshiyuki Shimizu, Mamoru Sato
  • 学会等名: XXII Congress IUCr
  • 発表場所: Municipal Conference Center, Madrid, Spain
• [学会発表] Structural basis of inhibition mechanism by carrot EDGP against GH12 The inhibitory structure of carrot EDGP against endoglucanase from A.aculeatus (2011)
  • 著者名/発表者名: Takuya Yoshizawa, Toshiyuki Shimizu, Hisashi Hirano, Mamoru Sato, Hiroshi Hashimoto
  • 学会等名: XXII Congress IUCr
  • 発表場所: Municipal Conference Center, Madrid, Spain
• [学会発表] Analysis on dynamical structure of intrinsically disordered protein Hef, using MD-SAXS method (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomotaka Oroguchi, Takashi Oda, Hiroshi Hashimoto, Yoshizumi Ishino, Mitsunori Ikeguchi, Mamoru Sato
  • 学会等名: 第49回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス
• [学会発表] APP由来インヒビターペプチドによるMMP-2選択的阻害機構の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹内友香, 橋本博, 宮崎香, 佐藤衛, 東昌市
  • 学会等名: 第84回日本生化学
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] Structure of REV7 in complex with a REV3 fragment and structural implication of the interaction between DNA polymerase ζ and REV1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hashimoto, Kodai Hara, Yoshiki Murakumo, Shunsuke Kobayashi, Toshiaki Kogame, Satoru Unzai, Satoko Akashi, Shunichi Takeda, Toshiyuki Shimizu, Mamoru Sato
  • 学会等名: Current Opinion in Structural Biology & DNA Repair
  • 発表場所: NH Grand Hotel Krasnapolsky, Amsterdam, Netherlands
• [学会発表] ニンジンEDGPによる麹菌XEGの阻害複合体構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉澤拓也, 橋本博, 清水敏之, 平野久, 佐藤衛
  • 学会等名: 平成23年度日本結晶学会年会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館
• [学会発表] 腸炎ビブリオが産生する耐熱性溶血毒TDHの構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 橋本博, 中平久美子, 山根努, 福井貴史, 大西紀陽久, 清水敏之, 本田武司, 佐藤衛, 池口満徳, 柳原格
  • 学会等名: 第24回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 制限酵素EcoO109IのDNA結合メカニズムの構造学的解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡部みなみ, 橋本博, 喜多恵子, 清水敏之, 佐藤衛
  • 学会等名: 第24回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] ニンジン由来Extra cellular dermal glycoproteinの結晶構造解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉澤拓也, 橋本博, 清水敏之, 平野久, 佐藤衛
  • 学会等名: 第24回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 損傷乗り越えDNA合成におけるタンパク質間相互作用の構造生物学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本博
  • 学会等名: 第18回大阪府立母子保健総合医療センターシンポジウム(母と子のすこやか基金)
  • 発表場所: 大阪府立母子保健総合医療センター研究所
  • 年月日: 2010-12-24
• [学会発表] Crystal structure of human REV7 in complex with a human REV3 fragment and structural implication of the interaction between DNA polymeraseζ and REV1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Hashimoto, Kodai Hara, Yoshiki Murakumo, Shunsuke Kobayashi, Toshiaki Kogame, Satoru Unzai, Satoko Akashi, Shunichi Takeda, Toshiyuki Shimizu, Mamoru Sato
  • 学会等名: 3R meeting
  • 発表場所: Toyama Conference Center
• [学会発表] X線小角散乱法による分裂酵母Swi5-Sfr1の溶液構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小甲裕一, 村山泰斗, 桑原直之, 苙口友隆, 橋本博, 清水敏之, 岩崎博史, 佐藤衛, 池口満徳
  • 学会等名: 第10回タンパク質科学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
• [学会発表] Structural study of thermostable direct hemolysin from Vibrio parahaemolyticus (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Hashimoto, K.Nakahira, T.Yamane, T.Fukui, K.Ohnishi, T.Shimizu, T.Honda, M.Ikeguchi, M.Sato, I.Yanagihara
  • 学会等名: 第48回生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
• [学会発表] Solution structure of S.pombe Swi5-Sfr1 studied by small angle X-ray scattering (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Kokabu, Y.Murayama, M.Kuwabara, T.Oroguchi, H.Hashimoto, T.Shimizu, H.Iwasaki, M.Sato, M.Ikeguchi
  • 学会等名: 第48回生物物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
• [学会発表] Crystal structure of human REV7 in complex with a human REV3 fragment and structural implication of the interaction between DNA polymerase ζ and REV1 (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Hashimoto, K.Hara, Y.Murakumo, S.Kobayashi, T.Kogame, S.Unzai, S.Akashi, S.Takeda, T.Shimizu, M.Sato
  • 学会等名: 3R meeting
  • 発表場所: Toyama Conference Center
• [学会発表] Biochemical analysis of PCNA-ubiquitination in humans (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Masuda, M.Suzuki, H.Kawai, A.Hishiki, H.Hashimoto, F.Suzuki, K.Kamiya
  • 学会等名: 3R meeting
  • 発表場所: Toyama Conference Center
• [学会発表] Crystal structure of thermostable direct hemolysin from Vibrio parahaemolyticus (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Hashimoto, K.Nakahira, T.Yamane, T.Fukui, K.Ohnishi, T.Shimizu, T.Honda, M.Sato, M.Ikeguchi, I.Yanagihara
  • 学会等名: AsCA2010
  • 発表場所: Busan, Korea
• [学会発表] Crystal structures of extra cellular dermal glycoprotein from carrot and xyloglucan specific endo-β-1,4-glucanase from aspergillus aculeatus (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshizawa, H.Hashimoto T.Shimizu, H.Hirano, M.Sato
  • 学会等名: AsCA2010
  • 発表場所: Busan, Korea
• [学会発表] 腸炎ビブリオの産出する耐熱性溶血毒TDHの構造研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本博, 中平久美子, 山根努, 福井貴史, 大西紀陽久, 清水敏之, 本田武司, 佐藤衛, 池口満徳, 柳原格
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
• [学会発表] 制限酵素EcoO109IのDNA結合に関する構造基盤 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡部みなみ, 橋本博, 喜多恵子, 清水敏之, 佐藤衛
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
• [学会発表] GH12に属するキシログルカン特異的エンドグルカナーゼXEGの結晶構造解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉澤拓也, 橋本博, 清水敏之, 佐藤衛
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
• [学会発表] Sulfolobus tokodaii由来PCNA2-PCNA3複合体の立体構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河合聡人, 橋本博, 樋口成定, 角田大, 佐藤衛, 中村和郎, 宮本秀一
  • 学会等名: 日本結晶学会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス
• [学会発表] Crystal structure of Nanos zinc-finger domain reveals functional implication of RNA-binding (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Hashimoto, K.Hara, A.Hishiki, S.Kawaguchi, N.Shichijo, K.Nakamura, S.Unzai, Y.Tamaru, T.Shimizu, M.Sato
  • 学会等名: BMB2010
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Crystal structure of xyloglucan specific endo-beta-1,4-glucanase from Aspergillus aculeatus (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshizawa, H.Hashimoto, T.Shimizu, H.Hirano, M.Sato
  • 学会等名: BMB2010
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 相同組換えに関わるSwi5-Sfr1複合体の構造機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 桑原直之, 橋本博, 小甲裕一, 池口満徳, 佐藤衛, 真柳浩太, 村山泰斗, 岩崎博史, 清水敏之
  • 学会等名: BMB2010
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド