蛋白質高次構造のDNAシグナル認識における役割

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06276104
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 西村 善文 横浜市立大学, 大学院・総合理学研究科, 教授 (70107390)
• 研究分担者: 山崎 俊夫 大阪大学, 蛋白質研究所, 助手 (60273710) ; 石井 俊輔 理化学研究所, 分子遺伝学研究室, 主任研究員 (00124785) ; 神藤 平三郎 東京薬科大学, 薬学部, 助教授 (80138966) ; 白木原 康雄 国立遺伝学研究所, 遺伝情報研究センター, 助教授 (20150287) ; 箱嶋 敏雄 奈良先端大学院大学, バイオサイエンス科, 教授 (00164773)
• キーワード: 蛋白質 / DNA / 転写因子 / NMR / X線結晶 / 高次構造 / 構造生物学 / 分子認識

研究概要

(1)蛋白質による特異的なDNA認識:蛋白質による特異的なDNA認識機構を解明するために原がん遺伝子産物のMybのDNA結合ドメイン、酵母のリン酸代謝系の転写因子PHO4のDNA結合ドメイン、複製終結点結合蛋白質Tus、チミンダイマー除去修復酵素T4エンドヌクレアーゼVと各々の特異的なDNAとの複合体の立体構造をNMRやX線により解析した。その結果塩基配列を特異的に認識する蛋白質はDNA二重らせんのワトソンクリック型水素結合を壊すことなくDNAの主に大きな溝から特定のアミノ酸が突き出て塩基配列を主に水素結合で認識しているが、チミンダイマーのように傷ついたDNAを認識するときにはDNA二重らせんのワトソンクリック型水素結合を壊してチミンダイマーの相手のアデニン塩基を二重らせんの外に飛び出させて(フリップアウト)認識していた。
(2)DNAを認識する蛋白質の高次構造:ホリデ-接合を認識する酵素RuvC、大腸菌核様体形成に関与するH-NSのDNA結合ドメイン、大腸菌RNAポリメラーゼαのC末ドメイン、インターフェロンに応答する転写因子IRF-2のDNA結合ドメイン、プリンリプレッサーPurRのDNA結合ドメイン、大腸菌の浸透圧応答転写因子OmpRのDNA結合ドメインの構造をNMRやX線で解析し、それらの立体構造に基づいて特異的なDNAとの結合様式を議論した。

研究成果

• [文献書誌] Kato,M.: "Insights into multi-step phosphorelay from the crystal structure of the C-terminal HPt domain of ArcB." Cell. 88. 717-723 (1997)
• [文献書誌] Shimizu,T.: "Crystal structure of PHO4 bHLH domain-DNA complex:Flanking base recognition." EMBO J.16. 4689-4697 (1997)
• [文献書誌] Kanei-Ishii,C.: "Activation of Heat Shock Transcrption Factor 3 by c-Myb in the Absence of Cellurar Stress." Science. 277. 246-248 (1997)
• [文献書誌] Oda,M.: "Investigation of the Pyrimidine Preference by the c-Myb DNA-binding Domain at the Initial Base of the Consensus Sequence." J.Biol・Chem.272. 17966-17971 (1997)
• [文献書誌] Kondo,H.: "Escherichia coli positive regulator OmpR has a large loop structure at the putative RNA polymerase interaction site." Nature structural biology. 4. 28-31 (1997)
• [文献書誌] Jeon,Y.H.: "Flexible Linker in the RNA Polymerase Alpha Subunit Facilitates the Independent Motion of the C-terminal Activator Contact Domain." J.Mol.Biol.267. 953-962 (1997)