大腸菌RuvCエンドヌクレアーゼの構造と機能

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遺伝的相同組換えの中間体は、2種の相同な二重鎖DNAが相互に相補鎖DNAを交換して、X字様となったHolliday構造と呼ばれる構造をしている。大腸菌RuvCタンパク質は、このHolliday構造を切断し組換え産物を生成する際に働くエンドヌクレアーゼで,現在までに,遺伝学的にも生化学的にも相同組換え反応に関与することが証明されているHolliday構造特異的エンドヌクレアーゼは唯一RuvCタンパク質だけである。Holliday構造は,DNAの構造としてもユニークな高次構造をもち,それを認識してDNAの分岐鎖の正確に対称な位置で切断するRuvCエンドヌクレアーゼの基質認識機構や切断メカニズムは非常に興味深い。本研究では、このような特徴を持つRuvCタンパク質の構造と機能との相関関係を解明しようとした。本年度の研究成果は以下のとおりである。(1)蛋白工学研究所の森川博士との協同研究で、RuvCエンドヌクレアーゼの結晶解析を行い、立体構造を明らかにした。(2)RuvCミュータントの解析から,3つの機能的なドメイン(エンドヌクレアーゼの活性中心,DNA結合,2量体形成)に関与するアミノ酸残基を同定した。これらのアプローチによって,RuvCの3次元構造と,機能をうまく説明することができた。