転写開始期の動的シグナル認識

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目的:DNAとタンパク質との複合体のうち、特異的複合体は、その構造が明らかにされているが、非特異的複合体については、その構造や内容については不明である。また、スライディングと遺伝子発現調節との関連も不明である。スライディングは、DNA結合タンパク質の一般的性質であるかどうかを明らかにする目的で、P.putidaのCamオペロンのリプレッサーCamRタンパク質とCamオペレーターを含むDNAとの相互作用を、1分子ダイナミクスを用いて解析した。インデューサー(樟脳)はCamRに対して、スライディングを含むDNAとの相互作用一般を阻害するのか、特異的結合だけ阻害するのかを決定した。方法:λ gt11にCamABオペレーターをクローンして、このDNAよりDNAベルトを誘電泳動法とアビジン・ビオチン法により調製し、抗CamRIgGのFabフラグメントを利用した蛍光タグによりCamR1分子を可視化した。蛍光顕微鏡で、DNAベルト中のCamRの運動を観察分類した。結論と結果:1.CamR分子もDNA上をスライディングしたので、スライディングはDNA結合タンパク質の一般的性質である可能性が高まった。2.樟脳はCamRの特異的結合のみを阻害し、スライディングは阻害しなかった。この結果は、特異的相互作用とスライディング時の相互作用とが異質であることを証明している。従来、インデューサー分子はリプレッサーのDNA結合自身を阻害するとの説があったが、これは誤っていた。3.CamRは、λDNA上でCamABオペレーター以外の部位にも結合した。これらの部位を含むDNA断片は、それ自体ではCamRに対してゲルシフトを示さなかったが、固定化カラム法ではCamRとの親和性が確認できた。つまり、非特異的結合の内容は、スライディング複合体と、特異性を定義するアッセイ法で検出できない部位特異的複合体とである。