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亜鉛フィンガードメインにおける、ヘリックスとシート構造の組合わせの改変に伴う影響を検討することは、将来的にヘリックス領域をヒンジヘリックスに変換する上で、極めて重要な研究課題である。そこで研究計画に従い、本年度は亜鉛フィンガーのヘリックス構造とシート構造を、構造既知の2種の亜鉛フィンガータンパク質(Sp1とGLI)の間で相互変換し、その構造並びにDNA結合能への影響を検討してきた。
まず構造面における影響について、CDスペクトルにより野性型とシート構造変換体とで比較したところ、大きな構造変化が生じていないことが示唆された。この結果から、亜鉛フィンガーのヘリックス領域をヒンジヘリックスに変換する上で、構造面での影響は小さいと考えられる。次にDNA結合能への影響を検討したところ、大きな変化が見られた。まずSp1亜鉛フィンガータンパク質においては、シート構造を変換することで、野性型よりも約10倍も高いDNA結合親和性を示した。さらにDNase Iフットプリント法での解析により、DNA結合様式も変化していることが示された。一方で、GLI亜鉛フィンガータンパク質においては、シート構造の変換に伴い、DNA結合能は完全に失われた。
今回の私の結果は、シート構造もDNA結合において重要な役割を担っていることを世界で初めて明らかにした点で、極めて重要な研究成果と思われる。今回の知見をもとに、亜鉛フィンガーのDNA結合能をさらに拡張するようなデザインが可能になると期待される。また構造面での影響は小さいことが明らかになったことから、前年度の知見と総合的に判断して、ヒンジヘリックスを予定通りにヘリックス領域に組込むことが可能であると考えられる。
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