大腸菌プリン生合成系制御蛋白質PurRの構造と機能

本研究は大腸菌プリンヌクレオチド生合成系の制御因子であるDNA結合蛋白質PurRの構造と機能の関係を明らかにすることを目的としている。PurR蛋白質の効率の良い大量発現系を作成するための前段階として、本年度はPurR蛋白質をコ-ドする<purR>___ー遺伝子の発現制御機構の解析を行った。PurR蛋白質は、プリンヌクレオチド生合成系遺伝子の発現を過剰のプリン存在下で、遺伝子の制御領域に存在するオペレ-タ-配列であるPur boxに結合することにより負に調節するが、同時に一部のピリミジンヌクレオチド生合成系遺伝子および<purR>___ー遺伝子自身の発現をも負に調節する。PurR蛋白質による制御を受ける他の遺伝子と異なり、<purR>___ー遺伝子領域には2つのPur boxが転写点の下流部分に存在するが、これらを介してどの様な機構で調節がなされているか、またこれら2つのPur boxの役割分担はどうなっているのかを明らかにするために、種々のDNA断片を用いたゲル・シフト・アッセイおよび変異型Pur boxを用いた<purR>___ー遺伝子の発現の解析を行った。その結果、PurR蛋白質の2つのPur boxへの結合は親和性の差はあるものの、非協同的であることがわかった。発現抑制効果の点では、2つのPur boxはほぼ同程度であり、効果的な抑制のためには両方とも必要であることがわかった。また、変異型Pur boxとPruR蛋白質の結合の解析から、Pur boxのどの塩基がPurR蛋白質との相互作用に重要な役割を果たしているかについて示唆を得ることができた。これは今後PurR蛋白質の構造と機能の関係を解析する上で有用な情報となる今後は、2つのPur boxを壊した<purR>___ーを大量発現系につないで効率よくPurR蛋白質を発現させ、精製を行ってゆきたい。

本研究は大腸菌プリンヌクレオチド生合成系の制御因子であるDNA結合蛋白質PurRの構造と機能の関係を明らかにすることを目的としている。PurR蛋白質の効率の良い大量発現系を作成するための前段階として、本年度はPurR蛋白質をコ-ドする<purR>___ー遺伝子の発現制御機構の解析を行った。PurR蛋白質は、プリンヌクレオチド生合成系遺伝子の発現を過剰のプリン存在下で、遺伝子の制御領域に存在するオペレ-タ-配列であるPur boxに結合することにより負に調節するが、同時に一部のピリミジンヌクレオチド生合成系遺伝子および<purR>___ー遺伝子自身の発現をも負に調節する。PurR蛋白質による制御を受ける他の遺伝子と異なり、<purR>___ー遺伝子領域には2つのPur boxが転写点の下流部分に存在するが、これらを介してどの様な機構で調節がなされているか、またこれら2つのPur boxの役割分担はどうなっているのかを明らかにするために、種々のDNA断片を用いたゲル・シフト・アッセイおよび変異型Pur boxを用いた<purR>___ー遺伝子の発現の解析を行った。その結果、PurR蛋白質の2つのPur boxへの結合は親和性の差はあるものの、非協同的であることがわかった。発現抑制効果の点では、2つのPur boxはほぼ同程度であり、効果的な抑制のためには両方とも必要であることがわかった。また、変異型Pur boxとPruR蛋白質の結合の解析から、Pur boxのどの塩基がPurR蛋白質との相互作用に重要な役割を果たしているかについて示唆を得ることができた。これは今後PurR蛋白質の構造と機能の関係を解析する上で有用な情報となる今後は、2つのPur boxを壊した<purR>___ーを大量発現系につないで効率よくPurR蛋白質を発現させ、精製を行ってゆきたい。