点変異HUとキメラHUーIHFを用いたDNA構造認識とDNA結合の機構の解析

大腸菌のヒストン様蛋白質と呼ばれるHUは、DNAに結合してゲノムDNAの諸機能(複製、部位特異的組換え、転写制御)の発現に関与している。一方IHFもDNAに結合して、ゲノムDNAの諸機能に必要な蛋白質であるが、HUと異なって、特異なDNA塩基配列に結合する。それなによってHUとは異なったゲノム機能に関与している。HUとIHFはいづれも2成分因子でヘテロ2量体を構成し、蛋白化学的に類似している。HUとIHFのDNA結合様式や作用の特徴がどのドメイン構造によって発揮されるのかを明らかにするために、これらの蛋白質間でキメラ構造を作成した。本年度は4種類のキメラ蛋白質を作成して、DNA結合性や生理活性を検討した。その結果、HUとC末端側の22残基のアミノ酸配列(逆平行βsheetで形成されるarm構造領域)がDNA結合に必要であり、IHFαのこの領域はDNAの特異的シグナル配列の識別に関与することを示唆する知見を得た。IHFβのarm領域はHUと同様にDNAに非特異的に結合する作用をもつと考えられた。HUのN末端側の21残基のアミノ酸配例(α helix2ーβ1構造領域)は、従来の多量体形成に必要な領域という考えに加えて、DNA結合を補佐することを見出した。一方、HUのDNA結合ドメインを大腸菌のHUよりも強くDNA結合する好熱性細菌のHUを参考にして改変し、HU機能は保持したまま、よりDNA結合性を増したHU(ス-パ-HU)を作成し、その性質について解析を行った。その結果、3種類のス-パ-HUの作成に成功し、それらのDNA結合様式とMuファ-ジDNA複製などへの効果を調べた。

大腸菌のヒストン様蛋白質と呼ばれるHUは、DNAに結合してゲノムDNAの諸機能(複製、部位特異的組換え、転写制御)の発現に関与している。一方IHFもDNAに結合して、ゲノムDNAの諸機能に必要な蛋白質であるが、HUと異なって、特異なDNA塩基配列に結合する。それなによってHUとは異なったゲノム機能に関与している。HUとIHFはいづれも2成分因子でヘテロ2量体を構成し、蛋白化学的に類似している。HUとIHFのDNA結合様式や作用の特徴がどのドメイン構造によって発揮されるのかを明らかにするために、これらの蛋白質間でキメラ構造を作成した。本年度は4種類のキメラ蛋白質を作成して、DNA結合性や生理活性を検討した。その結果、HUとC末端側の22残基のアミノ酸配列(逆平行βsheetで形成されるarm構造領域)がDNA結合に必要であり、IHFαのこの領域はDNAの特異的シグナル配列の識別に関与することを示唆する知見を得た。IHFβのarm領域はHUと同様にDNAに非特異的に結合する作用をもつと考えられた。HUのN末端側の21残基のアミノ酸配例(α helix2ーβ1構造領域)は、従来の多量体形成に必要な領域という考えに加えて、DNA結合を補佐することを見出した。一方、HUのDNA結合ドメインを大腸菌のHUよりも強くDNA結合する好熱性細菌のHUを参考にして改変し、HU機能は保持したまま、よりDNA結合性を増したHU(ス-パ-HU)を作成し、その性質について解析を行った。その結果、3種類のス-パ-HUの作成に成功し、それらのDNA結合様式とMuファ-ジDNA複製などへの効果を調べた。