ホメオドメインDNA結合部位によるDNA高次構造の制御機構

同源域DNA结合位点对DNA构象的控制机制

• 批准号: 07680708
• 负责人: 竹内 英夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07680708/
• 关键词: ホメオドメイン; 蛋白質-DNA相互作用; 構造転移; ラマン分光

ホメオドメインは、発生、分化を担うホメオ遺伝子の産物であり、約60個のアミノ酸残基から成る遺伝子発現調節蛋白質である。その立体構造は、N末端側約10残基からなるコイル、並びにβターンで連結された3本のαヘリックスで構成され、N末端側コイルとC末端側の第3ヘリックスがDNA上の塩基配列を特異的に認識する上で中心的な役割を果たすとされている。本研究では、まずショウジョウバエの分節遺伝子産物であるengrailedホメオドメインのC末端第3ヘリックスに対応するペプチドの構造とDNAとの相互作用をラマン分光法で調べた結果、このペプチドは、DNA非存在下はβシート構造を形成するが、DNAとの相互作用により、一部αヘリックス構造へと転移することが明らかとなり、ホメオドメインのDNA認識ヘリックス形成は、DNAとの相互作用により誘起されることが示唆された。また、N末端コイル部に対応するペプチドとDNAとの相互作用を、紫外吸収、円偏光二色性、紫外共鳴ラマン分光を用いて検討した結果、N末端コイル部が結合することにより、DNA中の核酸塩基のスタッキング状態が変化することを見出した。本研究で得られた結果を総合的に判断すると、ホメオドメインのN末端部位がDNAの副溝に結合することによりDNAの構造が変化し、更に構造変化を起こしたDNAの主構部位がホメオドメインの認識ヘリックス部に作用してヘリックス構造の形成を促進することにより、塩基配列特異的なDNA-蛋白質相互作用が達成されていると考えられる。

About 60 amino acid residues are involved in the production of regulatory proteins. The stereostructure of the DNA is composed of about 10 residues on the N-terminal side and 3 residues on the C-terminal side. In this study, the structure of DNA and the interaction between DNA and DNA in the absence of DNA were modulated by spectrophotometry. The DNA interaction between the two genes is not easy to induce. DNA interaction, UV absorption, UV polarization dichroism, UV resonance spectroscopy, N-terminal binding, and DNA base transformation were observed. The results of this study were combined to determine whether the N-terminal site of DNA binds to the accessory groove of DNA, and whether the structural transformation of DNA starts or not. The main structural site of DNA binds to the accessory groove of DNA, and whether the structural transformation of DNA starts or not.