正の調節蛋白質Xy1Rによる転写制御領域におけるDNAル-プ形成機構

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シュ-ドモナス菌由来のTOLプラスミド上に存在するキシレンの完全分解を支配する誘導酵素系は、2つのオペロンと2つの調節遺伝子から成る。基質キシレンにより、まず第1オペロンとともに調節遺伝子XylSが同時に活性化され、第1オペロンの酵素群により生成したトルイル酸が、拡大生産されたXyls蛋白とともに第2オペロンを活性化するという、遂次誘導機構により全分解酵素の合成が行われる。この系の4つのプロモ-タ-のうち、第1オペロンことxyls遺伝子のプロモ-タ-には約140塩基対上流に、エンハンサ-標配列が存在し、ここに結合した正の調節蛋白質Xy1RとRNAポリメラ-ゼ(この場合はa^<54>を利用する)の間でDNAル-プが形成されることを示唆する結果をえている。今年度の研究において、このDNAル-プの形成機構を解析したところ、他のa^<54>をもつRNAポリメラ-ゼを利用する遺伝子において正の調節蛋白とともに必要であると考えられているIntegration host factor(IHF)の関与の仕方が、第1オペロンとXylS遺伝子では異ることを明らかにすることができた。即ち、第1オペロンの場合は、転写開始点の約60塩基対上流のところにIHFが結合し、DNAル-プ形成を促すため活性化因子として働くのに対して、Xyls遺伝子では、転写開始のプロモ-タ-部位にIHFが結合して転写を抑制する。Xyls遺伝子上流領域のDNAは、蛋白質が結合していない時にも湾曲構造をとっているという証拠をえているので、Xyls遺伝子の場合はIHFがなくても、DNAル-プが自然に形成され、XylR蛋白による活性化が行われるのであろうと考えられた。