2002 Fiscal Year Annual Research Report
生体内の分子間ネットワークの人工制御を目指した新規機能性蛋白質の創製
Project/Area Number |
02J01965
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
平 就介 東北大学, 多元物質科学研究所, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 分子内コミュニケーション / 核酸結合モチーフ / 分子認識 |
Research Abstract |
本年度は、タンパク質による核酸の特異的な認識と、ヘム結合による機能制御のモデル構築の第一段階として、既存のタンパク質からその機能と構造の相関に関する知見を得ることを目的とした研究を行った。近年、高等生物で見つかったタンパク質Bach1は、核酸とヘムの結合部位を持っており、ヘム分解酵素をコードする遺伝子の上流に位置する転写制御領域に特異的に結合し、ヘム濃度によって転写をコントロールするヘム応答性のタンパク質であることが報告されている。このことから、Bach1はタンパク質の機能制御機構を分子レベルで理解するにあたって最適なモデルとなりうると考えている。そこでBach1の大腸菌による大量発現系を確立するとともに、以下、各種分光法を用いたBach1の構造解析を行った。紫外可視吸収の測定からは、Bach1が2種類のヘム結合部位を持っており、そこに結合したヘムの配位構造は高親和性部位と低親和性部位とでは異なっていることが示唆された。すなわち、高親和性部位に結合したヘムは6配位低スピン構造を、低親和性部位に結合したヘムは5配位高スピン構造をとっていると考えられた。そこでさらに詳細な解析をするために、電子スピン共鳴吸収・共鳴ラマン散乱の測定により実行し、その結果Bach1に結合したヘム配位子の一つが、どちらの結合部位においてもシステイン残基であることが明らかとなった。さらに、Bach1の高親和性部位へのヘム結合がDNAとの結合解離に関与することが蛍光偏光異方性を利用したアッセイ系の測定から示唆され、ヘムの特異的なタンパク質への結合と、タンパク質-DNA結合制御との関係が明らかになりつつある。
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