一本鎖DNAヘアピン構造を認識する複製タンパク質の構造と機能

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04254206
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 正井 久雄 東京大学, 医科学研究所, 助手 (40229349)
• キーワード: DNA複製 / 一本鎖DNAヘアピン / DEAD / DEXHファミリー / DNAヘリカーゼ / プラモソーム / 欠失変異体 / ATP加水分解 / Znフィンガー

研究概要

一本鎖DNAヘアピン構造を特異的に認識、結合して複製複合体(プラモソーム)の形成を促進する大腸菌PriAタンパン質の構造と機能の解析から以下の結果を得た。1)種々のプラスミドから単離したPriAタンパク質の標的配列(n'サイト)は、その塩基配列の類似性から5個のグループに分類された。いずれのグループも特徴的なステム=ループ構造を形成するが、全てのグループに共通な配列は見いだされないことから、PriAタンパク質は標的配列の高次構造を認識することが示唆された。2)PriAタンパク質はDEAD/DEX.HファミリーとよばれるRNAヘリカーゼに保存されるアミノ酸モチーフと共に、CXXC(C:システイン)配列が4回繰り返されるZnフィンガー様構造を所有している。3)PriAタンパク質(732アミノ酸)のN端545アミノ酸を所持する変異体は、野性体の約1/100の比活性ではあるが、有意なDNA複製能、(d)ATP加水分解能、およびDNAヘリカーゼ能を所有していることが示された。この事実はRNAヘリカーゼ保存ドメインVIはPriAタンパク質の一本鎖DNAヘアピン結合およびそれに伴うプライモソーム形成にとっては必須でないことを示す。4)South-western法により、N端311アミノ酸のみをもつPriAタンパク質変異体はDNAに結合できるが、N端311アミノ酸を欠損しC端のみをもつ変異体は結合できないことから、PriAタンパク質のDNA結合ドメインはN端311アミノ酸内に限定された。5)PriAタンパク質はn'サイト配列をもつRNAにも特異的に結合する。しかしながら、RNA結合はPriAタンパク質の(d)ATP加水分解能を活性化できないことから、DNA結合とRNA結合は質的に異なる可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Kubota et al: "¨Roles of φX174 type primosome-and G4 type primase-dependent primings in initiation of lagging and leading strand syntheses of DNA replication¨" Gene. (1993)
• [文献書誌] Nomura et al: "¨Identification of eleven single strand initiation sequences (ssi) for DNA replication in F,R6K,R100,and ColE2 plasmids¨" Gene. 108. 15-22
• [文献書誌] Masai: "¨The ABC-primosome:a novel priming system employing dnaA,dnaB,dnaC,and primase on a hairpin containing a dnaA box sequence.¨" J.Biol.Chem.265. 15134-15144 (1990)
• [文献書誌] Masai: "¨Roles of the G site and φX174-type primosome assaembly site in priming leading strand synthesis:initiation by a mobile primosome and replication-fork arrest by RepA protein bound to oriR¨" J.Biol.Chem.265. 15124-15133 (1990)
• [文献書誌] Lee et al: "¨The priA gene encoding the primosonal replicative n'protein of Escherichia coli.¨" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 87. 4620-4624 (1990)
• [文献書誌] 正井 久雄: "ONA複製と細胞増殖" 化学と生物. 30. 495-501 (1992)