化学合成核酸による遺伝子の発現および構造認識の研究

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 59065006
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 池原 森男 理科大, 薬学部, 教授 (10028821)
• 研究分担者: 大塚 栄子 北海道大学, 薬学部, 教授 (80028836) ; 京極 好正 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (90012632) ; 冨田 研一 大阪大学, 薬学部, 教授 (30028831) ; 上杉 晴一 大阪大学, 薬学部, 助教授 (70028851)
• キーワード: 化学合成核酸 / 蛋白質工学 / 基質認識機構 / ×線構造解析 / 高分解能NMR / RNase【T_1】 / ペプチド鎖延長因子 / 遺伝子発現調節蛋白質

研究概要

1.RNase【T_1】の基質認識部位、並びに触媒部位のアミノ酸変換体を調製し活性と構造との関係を調べた。認識部位のAsn43-Asn44配列を基質特異性の低いRNaseMsが持つHis43-Asp44に変換した。その結果、グアニン塩基に対する高い特異性が低下し、アデニンも少し認識できるように特異性が変化した。触媒部位のアミノ酸変換の結果、従来考えられていたGlu58とHis92間で行われる反応機構とは違う、His40とHis92間で行われる新しい反応機構を呈示した。
2.RNase【T_1】分子複合体のX線構造研究で次のことを明らかにした。(1)RNase【T_1】・2'GMP複合体結晶の1.9【A!°】分解能X線構造解析を完了した。(2)RNase【T_1】・3'GMP複合体結晶の2.3【A!°】分解能×線構造解析を行い、3'GMPがSyn構造をとっていること、3'GMPと【T_1】の相互作用様式が2'GMPの場合とは異なり、かなり弱い相互作用で【T_1】分子表面から離れようとしていることがわかった。(3)RNase【T_1】変換体(Asn43-Asn44→His43-Asp44)と2'GMPとの複合体の結晶化を行った。
3.高度好熱菌からペプチド鎖延長因子、EF-Tu蛋白質のtuf遺伝子をクローン化し、DNA塩基配列を決定し、アミノ酸1次構造を予測した。
4.遺伝子発現調節蛋白質と核酸の相互作用の研究において、本年度はλファージのCro蛋白質と3種のDNAとの結合様式を詳細に調べた。λcroとλO【R_3】17mer,φ80 O【R_2】19mer,CRP結合部位22merの3種のDNAとの結合様式をNMRで詳細に調べた結果、特異的な結合を行う場合のみDNAに変形が生じ、cro蛋白質の2量体構造に変化が現われた。DNAの中央で屈曲するような変形であり、これは調節蛋白質結合によるDNA変形の一般論に通じるものである。この点を更に調べるため、φ80 O【R_2】変換体を機械合成で調製した。

研究成果

• [文献書誌] Morio Ikehara: Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 83. 4695-4699 (1986)
• [文献書誌] Morio Ikehara: Chem.Pharm.Bull.34. 2202-2208 (1986)
• [文献書誌] Seiichi Uesugi: Chem.Pharm.Bull.34. 51-60 (1986)
• [文献書誌] Satoshi Nishikawa: Biochem.Biophys.Res.Comm.138. 789-794 (1986)
• [文献書誌] Toshiki Tanaka: Tetrahedron Lett.27. 199-202 (1986)
• [文献書誌] Toshiki Tanaka: Chem.Pharm.Bull.34. 2044-2048 (1986)
• [文献書誌] Akira Kushiro: J.Biol.Chem.in preparation.
• [文献書誌] ジェームス・M・ベネビデス: Biochemistry. 25. 41-50 (1986)
• [文献書誌] 李尚鍾: Nucleic Acids Res.,Symp.Ser.17. 223-226 (1986)
• [文献書誌] 李尚鍾: EMBO J.in press.
• [文献書誌] Y.Kawase: Nucleic Acids Res.14. 7727-7736 (1986)
• [文献書誌] Satoshi Nishikawa: submitted.
• [文献書誌] Morio Ikehara: Proceding of 2nd International Symposium on Phosphorus Chemistry Directed Towards Biology in press.
• [文献書誌] Tokumi Maruyama: Chem.Pharm.Bull.34. 471-478 (1986)
• [文献書誌] Atsushi Aragishi: Nucleic Acids Res.,Symposium Series. 17. 227-230 (1986)
• [文献書誌] 冨田研一: 日本結晶学会誌.
• [文献書誌] Shigetoshi Sugio: J.Biochem.in preparation.
• [文献書誌] 大塚栄子他共著: "遺伝子研究法【I】核酸の化学と分析技術RNAの化学合成" 東京化学同人, 26 (1986)