核酸の機能構造とその蛋白質認識における役割

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07458146
• 研究種目: 一般研究(B)
• 研究機関: 甲南大学
• 研究代表者: 杉本 直己 甲南大学, 理学部, 教授 (60206430)
• キーワード: RecA蛋白質 / オリゴペプチド / DNA結合蛋白質 / 表面プラズモン共鳴 / 円二色性 / 核酸 / 反応速度 / 構造安定性

研究概要

核酸と相互作用する蛋白質の代表例であるRecA蛋白質は、DNAの組み換えや修復の際に作用し、DNA鎖の一本鎖と二本鎖を認識する。このRecAの一本鎖核酸結合ドメインのモデルペプチドIle-Arg-Met-Lys-Ile-Gly-Val-Met-Phe-Gly-Asn-Pro-Glu-Thr-Thr-Thr-Gly-Gly-Asn-Ala-Leu-Lys-Phe-Thrを合成し、RecA蛋白質による一本鎖DNA認識機構について本年度は検討した。ここで用いたすべてのオリゴヌクレオチドおよびモデルペプチドは化学合成したものを用いた。核酸およびモデルペプチドの構造変化は、円二色性(CD)により測定した。またモデルペプチドに対する核酸の結合挙動は表面プラズモン共鳴(SPR)を用いて測定した。CD測定からRecA蛋白質の一本鎖DNA結合ドメインモデルペプチドは一本鎖DNAに結合し、その後ペプチドのみが構造変化していくことが示された。また、SPR測定から、dACCTAGTC及びPoly(dT)とRecAモデルペプチドの結合の速度定数がほぼ同じであり、DNAの配列によらず結合機構が同一であることも見い出された。さらにこの結合にはDNA鎖の負電荷が必須であり、RNA鎖に対しては、DNA鎖と比較して結合定数が1/3になることがわかった。また、このモデルペプチドは、RecAの一本鎖核酸結合ドメインと同様、二本鎖DNAやヘアピン構造部位には結合しないことも明かとなった。

研究成果

• [文献書誌] Naoki Sugimoto: "Thermodynamic Parameters to Predict Stability of RNA/DNA Hybrid Duplexes" Biochemistry. 34. 11211-11216 (1995)
• [文献書誌] Naoki Sugimoto: "Energetics of Oligodeoxyribonucleotides with a Bulge" Rep. Prog. Poly. Phys. Jpn.38. 691-694 (1995)
• [文献書誌] Naoki Sugimoto: "Energetics of Oligodeoxyribonucleotides with 5-methylcytosine" Rep. Prog. Poly. Phys. Jpn.38. 695-698 (1995)
• [文献書誌] Naoki Sugimoto: "Thermodynamics of RNA/DNA Hybrid Formation" Tracing Biololgical Evolution in Rotein & Gene. 135-146 (1995)
• [文献書誌] Naoki Sugimoto: "The Stability of DNA and RNA G-Quartets" Nucleosides & Nucleotides. 39 (印刷中). (1996)
• [文献書誌] Naoki Sugimoto: "Interaction of 5-(1-pyrenyl)-10,15,20-tris(4-methyl-pyridinium) porphine with Double-helix and Triple-helix・・・" Nucleosides & Nucleotides. 39 (印刷中). (1996)