| 研究領域 | 天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現 |
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| 研究課題/領域番号 |
22113522
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
石田 恒 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (60360418)
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| 研究期間 (年度) |
2010 – 2011
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| 研究課題ステータス |
完了 (2011年度)
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| 配分額 *注記 |
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2010年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | MutS / 天然変性タンパク質 / ミスマッチDNA認識 / 損傷DNA修復誘導反応 / ATP加水分解 / 分子動力学シミュレーション / 自由エネルギー計算 / Muts / 自由エネルギー成分解析 |
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| 研究概要 |
原核生物由来のMutS(および真核生物由来のMutSホモログ)は細菌からヒトまで様々な生物に存在するDNA損傷修復誘導タンパク質である。MutSは、ミスマッチDNA認識部位、ATP結合部位、MutL-MutH結合部位の、それぞれが異なるターゲット分子を認識する部位をもつ。特に興味深いのは、ATP結合部位にはDNA修復反応に必須であるが構造をとらないループ部位(残基番号659-668)が含まれていることである。このループはATP加水分解のスイッチと考えられており、MutSのミスマッチDNA認識後、構造を変化させることでATP加水分解反応を制御していると思われる。
MutSと結合しているDNAと結合していない単体のDNAの塩基対構造パラメータを比較した結果、損傷DNAでは正常DNAと比べてOpeningパラメータの違いが大きいことがわかった。これは、損傷DNAは、MutSと結合する際に、正常DNAよりも大きな構造変化を起こすことを示している。また、MutSが損傷DNAと結合している場合は、損傷DNA修復誘導に関与する変性ループがATP加水分解部位に接近する傾向にあった。MM-PBSA法による結合自由エネルギー計算からDNA結合に重要な部位Glu38などを見つけた。またATP結合型のMutS-正常DNA複合体では結合自由エネルギーが高く見積もられたことから、MutSが正常DNAに結合するとATP加水分解しやすくなることが示唆された。更に、ミスマッチDNAおよび正常DNAに結合したMutSでは、MutSの2量体としてのダイナミクスが変化することで、DNA修復反応に必須であるループ部分のダイナミクスにも違いを与えることがわかった。
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