転写因子のモジュール・ドメイン構成とシグナル認識

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07268207
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 郷 通子 名古屋大学, 理学部, 教授 (70037290)
• 研究分担者: 由良 敬 名古屋大学, 理学部, 助手 (50252226)
• キーワード: 転写因子 / TAF_<II>250 / CCG1 / ヘリックス・ターン・ヘリックス / モジュール / DNA結合 / 変態ホルモン / シスチンノットファミリー

研究概要

転写因子およびシグナル認識に関わるタンパク質の高次構造とシグナル認識機構との関連を解明するため、以下の2つを目的に本研究を行った。(1)タンパク質をモジュールに分解して、シグナル認識に関与しているモジュールを明らかにする。(2)モジュール構成とその立体構造によって機能部位を推定する。以下の実績が得られこれらの目的が達成された。
1)転写因子TAF_<II>250(CCG1)のモジュールの機能予測:TAF_<II>250は基本転写因子TF_<II>Dの構成成分である。ヒトCCG1遺伝子は細胞周期G1期進行の調節機構に関与しているが、TAF_<II>250の遺伝子と同一であることがわかっている。郷らが独自に開発した方法により、ヒトCCG1(1,872アミノ酸残基)で予測された152個のモジュールの中で、数個のものについて、機能を推定し、さらにそのモジュールの立体構造をモデリングすることができた。DNAと結合する事が強く示唆されるモジュールが存在した。
2)ヘリックス・ターン・ヘリックス(HTH)モジュールの機能分化:転写因子に広く存在するHTHモジュールは塩基特異的にDNAと結合するモジュールとして、従来考えられてきた。転写因子と各種のDNA結合タンパク質の立体構造を詳しく解析した結果、HTHモジュールはリン酸との相互作用を通してDNAと非特異的に相互作用するモジュールとしても、DNA結合タンパク質に広く存在していることが分かった。
3)昆虫の変態ホルモンの高次構造の推定:カイコの脳で生産される変態ホルモンPTTHは、ヒトなどの成長因子が属するシスチンノットファミリーの一員であることが、主にジスルヒド結合のパターンと保存されたアミノ酸配列の特徴から明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Hironobu Hojo: "Preparation of S-protected cysteine-containing peptide thioester and its use for the synthesis of the barnase-like domain in DNA-directed RNA polymerase II of Saccharomyces cerevisiae21GC01:Bull.Chem.Soc.Japan" 68. 330-336 (1995)
• [文献書誌] Tosiyuki Noguti: "Insect prothoracicotropic hormone : A new member of the vertebrate growth factor superfamily" FEBS Lett.376. 251-256 (1995)
• [文献書誌] Masaru Tateno: "A three-dimensional structure model of the complex of glutamyl-tRNA synthetase and its cognate tRNA" FEBS Lett.377. 77-81 (1995)
• [文献書誌] Kei Yura: "Helix-turn-helix module distribution and module shuffling" Tracing biological evolution in protein and gene structures (eds.M.Go & P.Schimmel) Elsevier Science. 187-195 (1995)
• [文献書誌] Mitiko Go: "Putative origin of introns deduced from protein anatomy" Tracing biological evolution in protein and gene structures (eds.M.Go & P.Schimmel) Elsevier Science. 229-235 (1995)
• [文献書誌] Masaru Tateno: "Module structure and function of glutamyl-tRNA synthetase" Tracing biological evolution in protein and gene structures (eds.M.Go & P.Schimmel) Elsevier Science. 53-63 (1995)
• [文献書誌] Tosiyuki Noguti: "Modules of barnase : The physicochemical basis for their structures" Tracing biological evolution in protein and gene structures (eds.M.Go & P.Schimmel) Elsevier Science. 161-174 (1995)
• [文献書誌] Ken-ichi Takahashi: "Mechanical stability of protein modules determined by molecular dynamics simulations" Tracing biological evolution in protein and gene structures (eds.M.Go & P.Schimmel) Elsevier Science. 175-185 (1995)
• [文献書誌] Shun-ichi Sekine: "Molecular recognition mechanism of tRNA Glu by glutamyl-tRNA Synthetase : A study using molecular dynamics simulation and computer modeling" J.Mol.Biol.(in press). (1996)