大腸菌における細胞分裂開始の遺伝的制御機構の研究〓〓F因子DNA複製との連関を中心として

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62540487
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 三木 健良 九州大学, 薬学部, 助教授 (40037586)
• 研究分担者: 堀内 忠郎 九州大学, 薬学部, 教授 (10037567)
• キーワード: 大腸菌 / F因子 / 細胞分裂 / DNA複製 / letD遺伝子 / DNAジャイレース / groES遺伝子

研究概要

大腸菌における細胞分裂開始誘導の制御機構を分子レベルで明らかにする事を目的に本研究を行った。大腸菌においては、細胞分裂の開始には、染色体DNAの複製が終了する事が必要である。同様に、ある種のプラスミドをもつ大腸菌においては、染色体DNAに加えて、プラスミドDNAの複製が行われることが必要である。(筆者ら、J.Mol.Biol.174, 605(1984))。F因子の場合、この調節はF因子上の2つの遺伝子letAとletDによって調節されている(筆者ら、J.Mol.Biol.174, 627(1984))。本研究では、この共役に関与する宿主大腸菌遺伝子とその担っている機能の解析を行い、以下の遺伝子が関与することを明らかにした。
1.gyrA遺伝子:DNAジャイレースのサブユニットAをコードする。DNAジャイレースは、複製の終了した娘DNA分子の分離と染色体DNAの超ラセン構造の形成に必須である。多量生産させるとLetD蛋白質の細胞分裂抑制活性を"抑圧"し得るので、LetD蛋白質の最終的な標的蛋白質と推定される。
2.groES、groEL遺伝子:GroES、GroEL蛋白質はシャペロン蛋白質として蛋白質の構造体形成に関与する。大腸菌の細胞増殖、ある種のファージの形態形成に必須である。
3.tdiC遺伝子:LetD蛋白質の活性を抑圧し得る変異の大部分はこの群に属する。
4.tdiD遺伝子:変異株は、無チミン死耐性を示し、紫外線によるプロファージ誘発を受けない。
LetD蛋白質は、DNAジャイレースに働いてその活性を抑制し、その結果として、染色体DNAの娘細胞への分配と宿主菌の細胞分裂阻害を引き起こすものと思われる。GroES、GroEL蛋白質はシャペロン蛋白質としてこの過程に関与しているのであろう。tdiC、tdiD両遺伝子は新たに見いだされた遺伝子で、現在その構造と機能を解析中である。

研究成果

• [文献書誌] Miki,T.;Yasukochi,T.;Nagatani,H.;Furuno,M.;Orita,T.;Yamada,H.;Imoto,T.;Horiuchi,T.: Protein Engineering. 1. 327-332 (1987)
• [文献書誌] Imoto,T.;Yamada,H.;Yasukochi,T.;Yamada,E.;Ito,Y.;Ueda,T.;Nagatani,H.;Miki,T.;Horiuchi,T.: Protein Engineering. 1. 333-338 (1987)
• [文献書誌] Miki,T.;Orita,T.;Furuno,M.;Horiuchi,T.: Journal of Molecular Biology. 201. 327-338 (1988)