転写因子のDNA結合能を制御する薬物の探索と設計

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11358012
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 鈴木 榮一郎 味の素株式会社, 中央研究所分析研究部, 主席研究員
• キーワード: 転写因子 / 基本転写因子 / DNA結合ドメイン / 転写活性化ドメイン / 薬物の探索と設計 / TFIIE / NMR / PhoB

研究概要

本研究では転写因子や基本転写因子のDNA結合ドメインや転写活性化ドメインの構造に基づいて転写因子のDNA結合能を制御する薬物の探索と設計を行う。
先ず薬物の候補となる化合物ライブラリーを作成することを試みた。NMRで系統的にシグナルを測定するために量的にも純度的にも十分なライブラリーの作成を試みた。N末をアセチル化してC末をアミド化したジベプチドを化学合成することにした。次に基本転写因子と転写因子の構造解析とDNA結合時のタンパク質のシグナルを同定した。
基本転写因子のTFIIEβサブユニットのコアドメインの立体構造をNMRで解析した。コアドメインは3本のαヘリックスとC末にβヘアピンを持っていて、ウィングドヘリックスモチーフと非常に類似している。コアドメインはNMRの解析から2本鎖DNA結合ドメインであることが示されたが、ウイングドヘリックスタンパク質とは全く逆側の表面を使って2本鎖DNAに結合する全く新規の結合様式を示した。
大腸菌の転写因子のPhoBのDNA結合/転写活性化ドメインの構造をNMRにより決定したとろN末の4本のβ鎖からなるβシート、中央部の3本のαヘリックスのバンドル構造、C末のβヘアピンで安定化されていた。全体の構造は既に解析されていたOmpRのDNA結合/転写活性化ドメインと非常に良く似ていたが2番目と3番目のαヘリックスが作るヘリックスターンヘリックス構造のターン部位のコンホメーションと3番目のヘリックスの長さが明らかに異なっていた。

研究成果

• [文献書誌] Sasaki,M.,: "Backbone Dynamics of the c-Myb DNA-binding domain complexed with a specific DNA."J.Biochem.. (in press). (2000)
• [文献書誌] Okuda,M.,: "Structure of the Central Core Domain of TFIIEb with a Novel Double-stranded DNA-binding Surface."EMBO J.. (in press). (2000)
• [文献書誌] Okamura,H.,: "Structural Comparison of the PhoB and OmpR DNA-binding/Domains and the Arrangement of PhoB Molecules on the Phosphate Box."J.Mol.Biol.. 295. 1225-1235 (2000)
• [文献書誌] Nagadoi,A.,: "Solution structure of the transactivation domain of ATF-2 comprising a zinc finger-like subdomain and a flexible subdomain."J.Mol.Biol.. 287. 593-607 (1999)