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2010 年度 実績報告書

組換え酵素における天然変性領域の機能

計画研究

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
研究課題/領域番号 21113004
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

柴田 武彦  独立行政法人理化学研究所, 遺伝制御科学特別研究ユニット, ユニットリーダー (70087550)

研究分担者 草野 好司  京都工芸繊維大学, 学内共同利用施設等, 特任教授 (70336098)
香川 亘  早稲田大学, 理工学術院, 助教 (70415123)
キーワード天然変性タンパク質 / 相同DNA組換え / 遺伝的組換え / 組換えメディエーター / RAD52 / Rad51 / 相同対合 / RecA
研究概要

相同組換えは互いに共通の塩基配列を糊代に2つのDNAをつなぎ換える生物に普遍的な遺伝現象である。天然変性領域の存在が予測された組換え酵素RAD51と組換えメディエーターRAD52との相互作用について重点的に取り上げた。比較対象として、同等の機能をもつ真正細菌のRecOとRecAを取り上げた。また、天然変性領域とRecA-foldをもつRecQ-familyのDNAヘリカーゼについて検討を始めた。理研は生化学的手法と分子遺伝学的手法、早大は構造生物的手法、京都工繊大はモデル生物のハエと出芽酵母で遺伝学的手法を用いて天然変性領域でのタンパク質間相互作用の分子機能と生体での組換え機能とを結び付けて理解する目的で研究を行った。RPAがない時にも、ScRad52がRad51と2:1の量比でRad51が行うATP依存的ssDNAとdsDNAの相同(DNA)対合(ヘテロ二重鎖組換え中間体形成反応)を強く促進することを我々は、これまでに明らかにしている。昨年度に続いて本年度もScRad52について全体の折り畳みに影響なくdsDNA結合欠損になったアミノ酸置換変異蛋白質を用いてこの促進機能を解析した結果、Rad52がdsDNAを捕捉してRad51へ受け渡すことで相同対合反応を高効率で行うことを明らかにした。一方、Rad52は、RPAが結合した単鎖DNAへのRad51の結合を、Rad51との相互作用によって補助する組換えメディエーター機能をもつことが知られている。Rad51との相互作用に重要といわれているRad52のC末端天然変性領域内のフラグメント精製系を確立した。精製したRad52のC末端フラグメントを用いて解析したところ、このフラグメントが巨大な多量体を形成するRad51を単量体に解体し、また、Rad51と1:1の複合体を形成する事を明らかにした。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A mechanism for single-stranded DNA-binding protein (SSB) displacement from single-stranded DNA upon SSB-RecO interaction2011

    • 著者名/発表者名
      Inoue, J.
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 286 ページ: 6720-6732

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enlightenment of yeast mitochondrial homoplasmy : diversified roles of gene conversion2011

    • 著者名/発表者名
      Ling, F.
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 2 ページ: 169-190

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mismatch-induced lethality due to a defect in Escherichia coli RecQ helicase in exonuclease-deficient background : Dependence on MutS and UvrD functions2010

    • 著者名/発表者名
      Yamana, Y., Sonezaki, S., Ogawa, H. I.and Kusano, K.
    • 雑誌名

      Plasmid

      巻: 63 ページ: 119-127

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A DNA-binding surface of SPO11-1, an Arabidopsis SPO11 orthologue required for normal meiosis2010

    • 著者名/発表者名
      Shingu, Y.
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 277 ページ: 2360-2374

    • 査読あり
  • [学会発表] Displacement mechanism for SSB from single-stranded DNA by a recombination mediator : SSB-RecO interaction at the atomic resolution2011

    • 著者名/発表者名
      Inoue, J.
    • 学会等名
      International Symposium on the Physicochemical Field for Genetic Activities
    • 発表場所
      Awaji Japan
    • 年月日
      20110123-20110126
  • [学会発表] Roles of the N-terminal and C-terminal domains of the Rad52 protein in homologous recombinational repair2011

    • 著者名/発表者名
      Kagawa, W.
    • 学会等名
      International Symposium on the Physicochemical Field for Genetic Activities
    • 発表場所
      Awaji Japan
    • 年月日
      20110123-20110126
  • [学会発表] Roles of intrinsically unstructured proteins in homologous genetic recombination2011

    • 著者名/発表者名
      Shibata, T.
    • 学会等名
      1st International Symposium on Intrinsically Disordered Proteins
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2011-01-28
  • [学会発表] Mitochondrial DNA homoplasmy as gene homogenization of repeated sequences by rolling circle replication2010

    • 著者名/発表者名
      Shibata, T.
    • 学会等名
      7th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research, Medicine (ASMRM)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      20101216-20101218
  • [学会発表] 出芽酵母Rad52の第二DNA結合部位も相同組換えに必要である2010

    • 著者名/発表者名
      新井直人
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20101207-20101210
  • [学会発表] A mechanism for SSB displacement from single-stranded DNA upon SSB-protein interaction2010

    • 著者名/発表者名
      Inoue, J.
    • 学会等名
      7th 3R (Replication, Recombination, Repair) Symposium (3R) Symposium
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      20101026-20101030
  • [学会発表] Bases of break-induced replication in mitochondrial genome dynamics2010

    • 著者名/発表者名
      Shibata, T.
    • 学会等名
      57th NIBB Conference : The Dynamic Genome
    • 発表場所
      Okazaki, Japan
    • 年月日
      20101014-16
  • [学会発表] イネの相同組換え開始酵素SPO11ホモログの解析2010

    • 著者名/発表者名
      新宮良宣
    • 学会等名
      第28回日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20100902-20100903
  • [学会発表] 酵母とヒトDNA修復タンパク質Rad52の機能ドメイン解析2010

    • 著者名/発表者名
      香川亘
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-12-08
  • [学会発表] A mechanism of DNA homology search, based on the structure of DNA bound to proteins that promote homologous recombination2010

    • 著者名/発表者名
      Masuda, T.
    • 学会等名
      The 12th IUBMB (OzBio)
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2010-09-27
  • [学会発表] The universal DNA structure in homologous recombination2010

    • 著者名/発表者名
      Mikawa, T.
    • 学会等名
      The 24th Annual Symposium of the Protein Society
    • 発表場所
      San Diego USA
    • 年月日
      2010-08-03
  • [学会発表] 相同組換え開始制御に働く天然変性タンパク質の機能2010

    • 著者名/発表者名
      柴田武彦
    • 学会等名
      第10回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2010-06-18
  • [備考]

    • URL

      http://www.riken.jp/r-world/research/lab/wako/shibata/index.html

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公開日: 2013-06-26  

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