種特異的蛋白質プライミングDNA複製開始反応の分子遺伝学的研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05640698
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 廣川 秀夫 上智大学, 理工学部, 教授 (30011737)
• 研究分担者: 牧野 修 上智大学, 理工学部, 助教授 (70231587)
• キーワード: DNA複製 / プロティンプライミング / DNA5′末端結合蛋白質 / 蛋白質間認識 / in vitvo DNA複製開始 / 種特異性

研究概要

バクテリオファージM2とphi29は形態的にもゲノム上の遺伝子配置も極めて良く似た類縁ファージである。DNA複製はprotein-primingによって開始する。両ファージのprimer protein(PP)のアミノ酸配列は62%、DNAポリメラーゼ(Pol)は86%の相同性を示すにもかかわらず、それら蛋白質の遺伝子のsus変異株を用いたin vitroDNA複製系では、夫々の遺伝子に相補性が見られない。本課題研究ではPP遺伝子およびPol遺伝子を大腸菌にクローニングし、この発現系により夫々の蛋白質を精製し、in vitroDNA複製開始反応系を構築した。M2あるいはphi29由来のPP,Polと鋳型TP-DNAから成る8通りの反応系を検討した。その結果、PP,Pol,TP-DNAともhomologousの組合せの系のみDNA複製開始反応が検出された。
一方、蛋白質ブロッティング法による蛋白質間の認識・結合能を測定したところM2-PPはM2-TPおよびphi29-TPに認識・結合することが分かった。同様にphi29-PPはM2およびphi29のTPを認識・結合する。しかしM2-PPはM2-Polとは結合して複合体を形成するがphi29-Polとでは結合しない。
以上の結果は、ファージM2とphi29のDNA複製装置は機能構造的によくにているにも拘らず、構成蛋白質の互換がきかず、種特異性はPPとPolとの認識・結合によることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] KISHI,T.,MIURA,K.,MATSUNOTO,K.,and HIROKAWAM,H.: "Complementation assay of primer protein:Gene expression systems of plasmid vectors support the infection of suppressor sensitive mutamt phages M2 and phi29" Jpn.J.Genetics. 68. 243-255 (1993)
• [文献書誌] KITABAYASHI,I.,MATSUMOTO,K.,and HIROKAWA,H.: "The primer protein of bacteriopbage M2 inhibits elongation activities of its DNA polymerase" J.Gen.Appl.Microbiol.39. 467-478 (1993)
• [文献書誌] SATOH,M.,NEMOTO,Y.,KAWANO.S.,NAGATA,T.,HIROKAWA,H.and KUBOIWA,T.: "Organization of heterogeneous mitochondrial DNA wolecules in mitochondrial nuclei of cultured tabacco cells" Protoplasma. 175. 112-120 (1993)