枯草菌染色体の複製開始複合体の生化学的研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01580160
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小笠原 直毅 大阪大学, 医学部, 講師 (10110553)
• キーワード: 染色体の複製開始 / DnaA蛋白 / DnaB蛋白 / イニシオゾ-ム / 枯草菌

研究概要

細菌染色体の複製開始反応に際して、DnaA,DnaBなど、複数の特異的蛋白が複製開始点に逐次的に作用して特異的複合体(イニシオゾ-ム)が形成される。本研究は枯草菌染色体の複製開始複合体の構成蛋白の同定とそれらの機能の解明、細胞周期と連関した開始復合体の形成機構の解明をめざした。
1.本年度、従来単離されていなかった枯草菌dnaA遺伝子の温度感受性変異株の単離に成功し、その変異株では非許容温度で複製開始が特異的に阻害されることを証明した。更に、dnaA変異株を非許容温度で培養すると、許容温度で合成されていたDnaA蛋白が急速に分解し、その後、dnaA遺伝子発現が大幅に増加することにより蛋白量が回復する事が見いだされた。この現象は、DnaA蛋白の失活に伴い、開始複合体が崩壊しDnaA蛋白の安定性が大きく減少すると考えることにより説明される。
2.各枯草菌DnaAーboxクラスタ-とDnaA蛋白との親和性の定量的解析を進めた。その結果、各クラスタ-が示す染色体複製抑性能は、それらとDnaA蛋白との親和性だけでは説明できない事、従って、dnaAプロモ-タ-領域、DnaA蛋白、あるいは、両者の複合体と相互作用する制御蛋白の存在が考えられる事が明らかになった。
3.In vitro 複製系の開発の第一歩として、DnaA蛋白の結合により、各DnaAーboxクラスタ-中で1本鎖特異的ヌクレア-ゼに感受性となる部位を検索したが、結果は現在のところ否定的である。また、DnaB蛋白についても、その機能をin vitroで明らかにすることに成功していない。複製開始複合体の構成因子の同定は現在開始したところであり、上の課題と併せて、第2年度の重点課題とする予定である。

研究成果

• [文献書誌] 小笠原直毅: "染色体複製開始の制御;枯草菌DnaA蛋白質の機能とその発現の制御" 蛋白質・核酸・酵素. 34. 1135-1148 (1989)
• [文献書誌] 小笠原直毅: "細菌染色体の複製調節" DNA複製とその調節(吉川寛、関口睦夫、内田久雄編) 丸善. 117-137 (1989)
• [文献書誌] Ogasawara,N: "Comparative anatomy of oriC of eubacteria." The bacterial chromosome(eds.Rilley,M.and Drlica,D.)Am.Soc.Microbiol.287-295 (1990)
• [文献書誌] Fukuoka,T.: "Purification and characterlization of an initiatiohn protein for chrmosomal replication,DnaA,in Bacillus subtilis." J.Biochem.(1990)
• [文献書誌] Fujita,M.Q.: "Structure of dnaA region of the Micrococcus luteus chromosome:Comparison among eubacteria." Gene. (1990)
• [文献書誌] Moriya,S.: "Isolation of a dnaA mutant defective in initiation of replication in Bacillus subtilis: Amount of DnaA protein determines cell's initiation potential." EMBO J.1990.