大腸菌HUタンパクの機能領域とDNA結合様式の解析研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02263213
• 研究機関: 京都薬科大学
• 研究代表者: 今本 文男 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (00029761)
• 研究分担者: 五島 直樹 京都薬科大学, 薬学部, 助手 (70215482)
• キーワード: HUタンパク質 / 変異HU / 核様体 / 大腸菌 / DNA結合

研究概要

HUは広く細菌種間などに保存されているII型DNA結合性タンパク質である。従来、HUは大腸菌核様体の主要構成因子としてヒストン様の働きをしていると考えられてきた。しかし、我々によってHU遺伝子がクロ-ン化され、その欠失変異をもつ大腸菌が作成されて、HUがFプラスミドのori2などでのDNA複製開始、MuDNAの転座複製、各種DNAの逆位転座などの部位特異的DNA組換えの諸反応に必須に要求されていることが判明した。このことから、HUタンパクはヒストンのようにDNAに部位非特異的に結合すると共に、一方ではDNAのある局所的構造に優位に結合し、DNA高次構造(ル-プなど)の形成によってシグナル間の機能的連鎖反応を制御する因子であると考えられた。本研究では、クロ-ン化HU遺伝子の改変によって作成した種々の点変異をもつHUタンパクの機能を解析し、DNA結合などに必要な機能ドメインを明らかにした。
HUは約90ケのアミノ酸残基からなる塩基性蛋白質であって、C末端側の逆平行βーsheet構造領域でDNAと結合すると考えられている。我々は、先ずHU1について4種類の点変異を作成し、実際にこの領域のArg^<58>→GlyとArg^<61>→Glyの2重変異と、Phe^<47>→Thr変異をもつHU1がDNA結合性を失っていることを観察した。細胞内における変異HUの機能は、hupAーhupB欠失変異株に変異HU遺伝子プラスミドを導入し、変異HUのみをもつ形質転換菌を作成して調べた。HU2については、変異作成に有利なカセット変換構造をもつhupA遺伝子を構築し、一連の点変異を作成した。HUがDNA高次構造変換を誘起するためには、この蛋白質がDNAで2量体や多量体を形成する必要があると思われる。これらのHU機能ドメインは一連の点変異の分析によって明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Yasunobu Kano: "Requirement of integration host factor (IHF) for growth of Escherichia coli deficient in HU protein." Gene. 89. 133-137 (1990)
• [文献書誌] Naoki Goshima: "HUー1 mutants of Escherichia coli deficient in DNA binding." Gene. 96. 141-145 (1990)
• [文献書誌] Kyoko Kohno: "Promoters and autogeneous control of the escherichia coli hupA and hupB genes." J.Mol.Biol.213. 27-36 (1990)
• [文献書誌] Teru Ogura: "Maintenance of plasmids in HU and IHF mutants of Escherichia coli." Molec.Gen.Genet.220. 197-203 (1990)
• [文献書誌] Fumio Imamoto: "Physiological characterization of deletion mutants of the hupA and hupB genes in Escherichia coli." The Bacteria Chromosome ed.by Karl Drlica and Monica Riley American Society for Microbiology,Washington,DC. 259-266 (1990)
• [文献書誌] Yasunobu Kano: "Participation of Histoneーlike proteins HU and IHF in minichromosomal replication in Escherichia coli." Gene.
• [文献書誌] Naoki Goshima: "Characterization of HUーlile protein from Bifidobacterium longum." Biochimie. 72. 207-212 (1990)
• [文献書誌] Yohei Natori: "Genetic transfornmation of Lactobacillus casei by electroporation." Biochimie. 72. 265-269 (1990)
• [文献書誌] Yohei Natori: "Nucleotide sequences and genomic constitution of five tryptophan genes of Lactobacillus casei." J.Biochem. 107. 248-255 (1990)