STRUCTURE AND FUNCTION OF MOLECULRAR SWITCH FOR CHROMOSOMAL REPLICATION

染色体复制分子开关的结构和功能

• 批准号: 14380330
• 负责人: KATAYAMA Tsutomu
• 金额: $ 9.79万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14380330/
• 关键词: DNA replication; Cell cycle; DnaA protein; E.coli; DNA polymerase; AAA+ motif; ATP; Antibiotics; 大腸菌

In the E.coli cell cycle, function of the chromosomal replication initiator DnaA protein is tightly regulated. After the ATP-bound DnaA initiates replication, DnaA-ATP is hydrolyzed by the DNA-loaded clamp subunit of DNA polymerase III holoenzyme and Hda protein, yielding ADP-bound DnaA, the inactivated form. In this study, we analyzed structure-function relationship of Hda protein, and found that the camp-binding site on Hda. Moreover, we identified important amino acid residues in AAA+ motifs of this protein. In the cell cycle, ADP-DnaA is probably reactivated for the next round of initiation of chromosomal replication. We hypothesized that an unknown factor releases ADP from DnaA. As concentration of ATP is 10-fold higher than ADP in the cell, ATP can bind to DnaA, reactivating this protein. As a result of comprehensive biochemical search, we identified a candidate of such DnaA-reactivating factor.

在大肠杆菌细胞周期中，染色体复制起始子DnaA蛋白的功能受到严格调控。在ATP结合的DnaA启动复制后，DnaA-ATP被DNA聚合酶III全酶和Hda蛋白的DNA加载钳亚基水解，产生ADP结合的DnaA，即失活形式。本研究分析了Hda蛋白的结构与功能关系，发现Hda蛋白上的cAMP结合位点。此外，我们确定了重要的氨基酸残基在AAA+基序的这种蛋白质。在细胞周期中，ADP-DnaA可能被重新激活，用于下一轮染色体复制的启动。我们假设一个未知的因素从DnaA释放ADP。由于细胞中ATP的浓度比ADP高10倍，ATP可以与DnaA结合，重新激活这种蛋白质。作为全面的生物化学搜索的结果，我们确定了这样的DNA激活因子的候选人。

项目成果

片山 勉(分担執筆): "ゲノムの複製とその制御(松影昭夫・正井久雄編)"シュプリンガーフェアラーク東京. 234 (2002)

Tsutomu Katayama（合著者）：“基因组复制及其控制（由 Akio Matsukage 和 Hisao Masai 编辑）”Springer Verlag Tokyo 234（2002）。

Fujikawa, N. et al.: "Structural basis of replication origin recognition by the DnaA protein"Nucleic Acid Research. 31. 2077-2086 (2003)

Fujikawa, N. 等人：“DnaA 蛋白识别复制起点的结构基础”核酸研究。

Su'etsugu, M., et al.: "Transcriptional control for initiation of chromosomal replication in Escherichia coli : fluctuation of the level of origin transcription ensures timely initiation"Genes to Cells. 8. 731-745 (2003)

Suetsugu, M., 等人：“大肠杆菌中染色体复制启动的转录控制：起始转录水平的波动确保及时启动”基因到细胞。

片山 勉: "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〜(今中忠行監修)"(株)エヌ・ティー・エス. 1158 (2004)

Tsutomu Katayama：“基因组学和蛋白质组学的新发展 - 生物信息的分析和应用 - （监督：今中忠之）” NTS Inc. 1158 (2004)

Fujikawa, N.et al.: "Structural basis of replication origin recognition by the DnaA protein"Nucleic Acid Research. 31. 2077-2086 (2002)

Fujikawa, N.等人：“DnaA 蛋白复制起点识别的结构基础”核酸研究。