放射線などで誘導される突然変異生成の分子機構:RecA,UmuD.Cタンパクの機能解析

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02454548
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 品川 日出夫 大阪大学, 微生物病研究所, 助教授 (40029799)
• 研究分担者: 岩崎 博史 大阪大学, 微生物病研究所, 助手 (60232659)
• キーワード: 放射線 / 突然変異 / DNA損傷 / ruvA・B・C遺伝子 / DNAポリメラ-ゼII / polB遺伝子 / DNA組換え / Holliday構造

研究概要

大腸菌のruvA,ruvB遺伝子はDNAの損傷によって発現が誘導され、突然変異の誘導、DNA修復・組換えなどに関与することが知られている。突然変異生成におけるこれらの遺伝子産物の役割を研究するために、生代学的諸性質を研究した。更にruvA・Bと同様な機能に関与する遺伝子ruVCを新たに同定したので、この遺伝子とその産物の研究も行って、突然変異生成の分子機構の解明を試みた。以下具体的成果を記す。
1.RuvAおよびRuvBタンパクの生化学的性質:RuvAはDNA結合能を有し、RuvBはATPase活性をもち、DNAと結合したRuvAはRuvBのもつATPase活性を著しく促進することを発見した。RuvAーRuvB複合体はInvertedーRepeat配列をもつプラスミド上に形成させた十字型構造を解消させる機能をもつことを発見した。この活性は、組換え反応における、相同な二重鎖DNA間における単鎖DNAの交換(StrandーlAchange)反応に関係することを示唆していると考えられる。突然変異の生成とはerrorーprone DNA複製を介して関係しているのかもしれない(文献1と2)。
2.ruvC遺伝子の構造と制御:ruvCのDNA配列を決定し;22kDaのタンパクをコ-ドすることを明らかにした。ruvCの発現はDNA損傷によって影響を受けず、2つのプロモ-タ-によって調節されていることを明らかにした。(文献3)
3.RuvCタンパクの機能:Ruvcタンパクの多量生産系をつくり、精製して、このタンパクはDNA組換えの中間体であるHolliday構造を特異的に切断するエンドマクレア-ゼであることを発見した。(文献4)
4.DNAポリメラ-ゼIIの性質:polB遺伝子の欠失株を作成し、紫外線による突然変異成生には、必要でないことを示した。(文献5)

研究成果

• [文献書誌] Shinagawa,H.: "Properites of the Escherichia coli RuvA and RuvB proteins involved in DNA repair,recombination and mutation." Biochemie. 73. 505-507 (1991)
• [文献書誌] Shiba,T.: "SOSーinduced DNA repair proteins,RuvA and RuvB,of Escherichia coli;Functional interaction between RuvA and RuvB for ATP hydrolysis and renaturation of the cruciform structure in supercoiled DNA." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 88. 8445-8449 (1991)
• [文献書誌] Takahagi,M.: "Molecular analysis of the Escherichia coli ruvC gene,which encodes a Holliday juctionーspecific endonuclease." J.Bacteriol.173. 5747-5753 (1991)
• [文献書誌] Iwasaki,H.: "Escherichia coli RuvC protein is an endonuclease that resolves the Holliday structure." EMBO J.10. 4381-4389 (1991)
• [文献書誌] Shinagawa, H.: "SOSーinducible DNA polymerase II of E.coli is homologous to replicative DNA polymerase of eukaryotes." Biochemie. 73. 433-435 (1991)