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2006 年度 研究成果報告書概要

染色体複製開始とその制御を行う、動的かつ複合的蛋白質高次装置の機能構造特性

研究課題

研究課題/領域番号 16370081
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 分子生物学
研究機関九州大学

研究代表者

片山 勉  九州大学, 薬学研究院, 教授 (70264059)

研究分担者 植田 正  九州大学, 薬学研究院, 教授 (90184928)
麻生 真理子  九州大学, 薬学研究院, 助手 (30201891)
末次 正幸  九州大学, 薬学研究院, 助手 (00363341)
胡桃坂 仁志  早稲田大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (80300870)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
キーワードDNA複製 / DnaA / 細胞周期 / DNAポリメラーゼ / タンパク質複合体 / タンパク質機能構造解析 / ATP / プロテオミクス
研究概要

DnaA蛋白質は複製起点と複製開始複合体を形成して2重鎖DNAの開裂という開始反応を遂行するほか、複製開始制御機構の標的因子ともなっている。本計画研究では、複製開始反応と開始制御反応の分子機構を、「DnaAが直接関わる、動的かっ複合的蛋白質相互作用として、特に蛋白質構造に基づいて理解する」ことを目指した。
1.全長DnaAの構造解析と複製開始複合体の構造解明
まず、超好熱菌DnaA蛋白質を精製して、機能解析した。大腸菌以外では初めてとなるin vitro複製開始再構成系を構築することに成功した。さらにこのDnaAを用い複製開始複合体の結晶作成を進めた。また、大腸菌DnaAのN末ドメインの機能構造解析を進め、DnaA-DnaA相互作用機構とDnaBヘリカーゼ装着機構を解明した。また、DnaAのATP複合体形成動態解析を進め、新たな機能構造を解明した。
2.DnaA/Hda/クランプ相互作用機構・機能構造相関
Hda機能解析を進め、Hdaの複合体形成との機能構想相関を見いだした。クランプの機能構造解析を進め、Hdaとの相互作用機構を検討した。さらに、新規のクランプ結合因子の機能解析を進めた。さらにDnaA相互作用因子の探索をプロテオミクス手法で行い、多種の因子を同定し、機能解析を進めた。
3.新規DnaA相互作用因子の機能構造解析:DnaA-DiaA複合体の機能解析
多種のDiaA変異体を分離し機能構造相関解析を進めた。DiaAの結晶構造解明に成功した。DnaA-DiaA複合体が複製開始複合体の形成促進を行うことを初めて解明した。
4.蛋白質構造とその機能特性に基づいた阻害剤設計と開発
DnaAドメインIVを結合標的とした化学修飾オリゴヌクレズチドを設計し、合成に成功した。これを用いて結合様式などの解析を進めた。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (28件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Structure and function of DnaA N-terminal domains : Specific sites and mechanisms in inter-DnaA interaction and in DnaB helicase loading on oriC2007

    • 著者名/発表者名
      Abe, Y.et al.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Assignment of ^1H, ^<13>C and ^<15>N resonances of N-terminal domains of DnaA protein2007

    • 著者名/発表者名
      Abe, Y.et al.
    • 雑誌名

      Biomolecular NMR Assignment (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 複製再開始抑制の分子機構2007

    • 著者名/発表者名
      片山 勉
    • 雑誌名

      実験医学 25巻5号

      ページ: 49-55

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Structure and function of DnaA N-terminal domains : Specific sites and mechanisms in inter-DnaA interaction and in DnaB helicase loading on oriC2007

    • 著者名/発表者名
      Abe, Y.et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Assignment of ^1H,^<13>C and ^<15>N resonances of N-terminal domains of DnaA protein2007

    • 著者名/発表者名
      Abe, Y.et al.
    • 雑誌名

      Biomolecular NMR Assignment (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] The exceptionally tight affinity of DnaA for ATP/ADP requires a unique aspartic acid residue in the AAA+ sensor 1 motif2006

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, H. et al.
    • 雑誌名

      Mol. Microbiol. 62(5)

      ページ: 1310-1324

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] An isolated Hda-clamp complex is functional in the regulatory inactivation of DnaA and DNA replication2006

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, H., et al.
    • 雑誌名

      J. Struct. Biol. 62(5)

      ページ: 1310-1324

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The DnaA homolog of the hyperthermophilic eubacterium Thermotoga maritima forms an open complex with a minimal 149-bp origin region in an ATP-dependent manner2006

    • 著者名/発表者名
      Ozaki, S. et al.
    • 雑誌名

      Genes Cells 11

      ページ: 425-438

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Involvement of the Escherichia coli folate-binding protein YgfZ in RNA modification and regulation of chromosomal replication initiation2006

    • 著者名/発表者名
      Ote, T.et al.
    • 雑誌名

      Mol. Microbiol. 59(1)

      ページ: 265-274

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] The exceptionally tight affinity of DnaA for ATP/ADP requires a unique aspartic acid residue in the AAA+ sensor 1 motif2006

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, H. et al.
    • 雑誌名

      Mol.Microbiol. 62(5)

      ページ: 1310-1324

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] An isolated Hda-clamp complex is functional in the regulatory inactivation of DnaA and DNA replication2006

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, H. et al.
    • 雑誌名

      J.Struct.Biol. 156

      ページ: 220-229

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Involvement of the Escherichia coli folate-binding protein YgfZ in RNA modification and regulation of chromosomal replication initiation2006

    • 著者名/発表者名
      Ote, T.et al.
    • 雑誌名

      Mol.Microbiol. 59(1)

      ページ: 265-274

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Formation of an ATP-DnaA-specific initiation complex requires DnaA arginine-285, a conserved motif in the AAA+ protein family2005

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, H., et al.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 280(29)

      ページ: 27420-27430

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Protein associations in DnaA-ATP hydrolysis mediated by the replicase clamp-Hda complex2005

    • 著者名/発表者名
      Su'etsugu, M. et al.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 280(8)

      ページ: 6528-6536

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Crystal structure of a biologically functional form of PriB from Escherichia coli reveals a potential single-stranded DNA-binding site2005

    • 著者名/発表者名
      Shioi, S. et al.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun 326(4)

      ページ: 766-776

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Cell size and nucleoid organization of engineered Escherichia coli cells with a reduced genome2005

    • 著者名/発表者名
      Hishimoto, M. et al.
    • 雑誌名

      Mol. Microbiol. 55(1)

      ページ: 137-149

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Formation of an ATP-DnaA-specific initiation complex requires DnaA arginine-285, a conserved motif in the AAA+ protein family2005

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, H., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280(29)

      ページ: 27420-27430

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Protein associations in DnaA-ATP hydrolysis mediated by the replicase clamp-Hda complex2005

    • 著者名/発表者名
      Su'etsugu, M. et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280(8)

      ページ: 6528-6536

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Crystal structure of a biologically functional form of PriB from Escherichia coli reveals a potential single-stranded DNA-binding site2005

    • 著者名/発表者名
      Shioi, S. et al.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun. 326(4)

      ページ: 766-776

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Cell size and nucleoid organization of engineered Escherichia coli cells with a reduced genome2005

    • 著者名/発表者名
      Hishimoto, M., et al.
    • 雑誌名

      Mol.Microbiol. 55(1)

      ページ: 137-149

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Novel heat-shock protein HspQ stimulates the degradation of mutant DnaA protein in Escherichia coli2004

    • 著者名/発表者名
      Shimuta, T. et al.
    • 雑誌名

      Genes Cells 9

      ページ: 1151-1166

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] DiaA, a novel DnaA-binding protein, ensures the initiation timing of Escherichia coli chromosome replication2004

    • 著者名/発表者名
      Ishida, T. et al.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 279

      ページ: 45546-45555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Reactivation of DnaA by DNA sequence-specific nucleotide exchange in vitro2004

    • 著者名/発表者名
      Fujimitsu, K. et al.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun 322(2)

      ページ: 411-419

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Molecular mechanism of DNA replication-coupled inactivation of the initiator protein in Escherichia coli : Interaction of DnaA with the sliding clamp-loaded DNA and the sliding clamp-Hda complex2004

    • 著者名/発表者名
      Su'etsugu, M., et al.
    • 雑誌名

      Genes Cells 9(6)

      ページ: 509-522

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 大腸菌染色体複製の開始とその制御に関わるAAA+スーパーファミリータンパク質2004

    • 著者名/発表者名
      片山 勉
    • 雑誌名

      生化学 76巻11号

      ページ: 1440-1443

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] DiaA, a novel DnaA-binding protein, ensures the initiation timing of Escherichia coli chromosome replication2004

    • 著者名/発表者名
      Ishida, T. et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 279

      ページ: 45546-45555

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Reactivation of DnaA by DNA sequence-specific nucleotide exchange in vitro2004

    • 著者名/発表者名
      Fujimitsu, K. et al.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun. 322(2)

      ページ: 411-419

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Molecular mechanism of DNA replication-coupled inactivation of the initiator protein in Escherichia coli : Interaction of DnaA with the sliding clamp-loaded DNA and the sliding clamp-Hda complex2004

    • 著者名/発表者名
      Su'etsugu, M. et al.
    • 雑誌名

      Genes Cells 9 (6)

      ページ: 509-522

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] クンパク質実験マニュアル2006

    • 著者名/発表者名
      毛谷村賢司ら(共著)
    • 総ページ数
      161
    • 出版者
      朝倉書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] ゲノミクスとプロテオミクスの新展開~生物情報の解析と応用~2004

    • 著者名/発表者名
      片山 勉ら(共著)
    • 総ページ数
      1158
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2008-05-27  

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