大腸菌のDNA複製阻害薬の分子デザインに関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09557198
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 関水 和久 九州大学, 薬学部, 教授 (90126095)
• 研究分担者: 三木 健良 九州大学, 薬学部, 助教授 (40037586) ; 佐々木 茂貴 九州大学, 薬学部, 助教授 (10170672)
• キーワード: oriC複製 / 大腸菌 / DNA合成開始 / DNA複製 / DnaA / DNAポリメラーゼ

研究概要

本研究の目的は、試験管内oriCDNA複製系に対する新規阻害剤の探索を目指すものであった。すでに、研究代表者らは、大腸菌粗抽出液中に、複製開始タンパク特異的に阻害作用を示す活性を見いだしていたが、本研究においては、その精製を行った。その結果、阻害活性の実体の少なくとも一部は、DNAポリメラーゼIIIホロ酵素であることが明かとなった。この結果は、DNA合成に預かるDNA複製酵素が、DNA複製開始を制御する活性を有することを初めて示したものである。さらに生化学的、このDNA複製阻害因子の作用は、DnaAタンパクのATP結合型からADP結合型への不活性化を促進することであることが分かった。それに加え、遺伝学的解析の結果、dnaN遺伝子の温度感受性株では、ATP結合型DnaAタンパクが蓄積することが示された。すなわち、本研究においては、生化学及び遺伝学のふたつの手法が同じ結論を導いたことになる。
本研究で見いだされたoriC複製の阻害剤は、DNAポリメラーゼという高分子量の蛋白質であり、直接医薬品の候補として取り扱うことはできない。今後本研究で得られた基本概念を応用して、医薬品としてのoriC複製の阻害剤の探索を行うことが重要である。

研究成果

• [文献書誌] Katayama,T.Kubota,T.Kurokawa,andSekimizu,k.: "The initiator function of DnaA protein is negatively regulated by the sliding clemp of the E.coli chromosomal replicase." Cell. 94. 61-71 (1998)
• [文献書誌] Mizushima T.,Takaki,T.,Katayama,Tand Sekimizu,K.: "Site-directed mutational analysis for the ATP binding of DnaA protein." J.Biol.Chem. 273. 20847-20851 (1998)
• [文献書誌] Kurokawa,K.,Mizushima,T.,Katayama,T.,and Sekimizu,K.: "A stimulation factor for hydrolysis of ATP bound to DnaA protein,the initiator of chromosomal DNA replication in Escherichia coli" Biochem.Biophys.Res.Commun.243. 90-95 (1998)
• [文献書誌] Hase,M.,Ishikawa,Y.,Sekimizu,K.,and T.Mizushima.: "Effect of glycerol on the affinity of DnaA protein for ATP in the presence of cardiolipin." J.Biochem. 123. 680-683 (1998)
• [文献書誌] Ohba,A.,Inoue,R.,Akimitsu,N.,andSekimizu,K.: "Identification of proteins whoseamounts are altered by mutation in the pgsA gene of Escherichia coli." Biol.Pharm Bull.21. 1139-1141 (1998)