開始のオン・オフにより周期的に複製を行う大腸菌ミニ染色体複製サイクルの再構成

通过打开和关闭启动来重建大肠杆菌微型染色体复制周期

• 批准号: 18048033
• 负责人: 末次 正幸
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18048033/
• 关键词: 大腸菌; DNA 複製; DNA複製

染色体複製の開始は細胞周期進行と連動して周期的に制御されている。大腸菌では、染色体複製起点を持つプラスミドDNAを鋳型とし、精製蛋白質を用いて染色体複製を再構成できる(ミニ染色体複製系)。複製開始反応は開始蛋白質DnaAのATP結合型(活性型)とADP結合型(不活性型)の変換によって制御されている。ATP-DnaAはRIDAという複製伸長反応と共役したDnaA結合性ATP加水分解機構によってADP-DnaAに変換される(不活性化システム)。またin vitroにおいては、特異的なDNA配列DARSによって、DnaA結合性ADPが解離し、ATP再結合が促されることが見いだされている(再活性化システム)。本研究では、開始のオン・オフによりコントロールされた複製サイクル系の再構成を目指すべく、不活性化システムの試験管内再構成系を確立した。この再構成系にはクランプと呼ばれるDNAポリメラーゼIII複合体のサブユニットとHdaタンパク質が必要である。不活性化システム再構成系を用いた解析から、ヌクレオチド結合によって促されるHdaの多量体構造の変換が、不活性化システムの発動に必要であることを見いだした。このHdaヌクレオチド結合は細胞内においてもDnaA活性制御に重要であった。さらに我々は、DARSが細胞内において再活性化に重要な機能を果たしていることを示し、DARS活性を調節する新規活性を見いだした。これらの結果は複製開始のオン・オフを制御する分子メカニズムを示唆するものであり、その周期性を再構成する上で重要な知見を提供するものである。

The initiation of chromosome replication is linked to the control of the cell cycle. Escherichia coli, chromosome replication origin, DNA replication, purified protein, chromosome replication, reconstruction,(chromosome replication line) The replication initiation pathway begins the transition between ATP-binding (active) and ADP-binding (inactive) DnaA proteins. ATP-DnaA is a DnaA-binding ATP hydrolysis mechanism. DNAA-binding ADP dissociation and ATP recombination are promoted by the activation of DNAA-specific DNA sequences. In this study, we established the reconstruction system of the replication and inactivation system at the beginning of the study. The re-constitution of the DNA complex III is necessary. Inactive system restructuring is necessary for the transformation of Hda's multi-volume structure by means of analysis and combination. This is an important part of the intracellular control of DnaA activity. In addition, DARS plays an important role in cellular reactivation. The result is that the replication starts and the molecular structure is displayed. The periodicity is reconstructed. The important information is provided.

项目成果

大腸菌染色体の複製開始制御機構の発動メカニズム

大肠杆菌染色体复制起始控制机制的激活机制

• 发表时间: 2008
• 作者: 末次正幸;藤光和之;片山 勉
• 通讯作者: 片山 勉

The exceptionally tight affinity of DnaA for ATP/ADP requires a unique aspartic acid residue in the AAA+ sensor 1 motif

• DOI: 10.1111/j.1365-2958.2006.05450.x
• 发表时间: 2006-12-01
• 期刊: MOLECULAR MICROBIOLOGY
• 影响因子: 3.6
• 作者: Kawakami, Hironori;Ozaki, Shogo;Katayama, Tsutomu
• 通讯作者: Katayama, Tsutomu

Involvement of the Escherichia coli folate-binding protein YgfZ in RNA modification and regulation of chromosomal replication initiation

• DOI: 10.1111/j.1365-2958.2005.04932.x
• 发表时间: 2006-01-01
• 期刊: MOLECULAR MICROBIOLOGY
• 影响因子: 3.6
• 作者: Ote, T;Hashimoto, M;Kato, J
• 通讯作者: Kato, J

細胞周期進行と共役した大腸菌複製開始蛋白質DnaAの活性制御機構

大肠杆菌复制起始蛋白 DnaA 与细胞周期进程耦合的调控机制

• 发表时间: 2007
• 作者: 末次正幸;藤光和之;片山 勉
• 通讯作者: 片山 勉

Reconstitution of in vitro inactivation and reactivation systems of DnaA protein for the control of chromosomal replication initiation in Escherichia coli.

用于控制大肠杆菌染色体复制起始的 DnaA 蛋白体外失活和再激活系统的重建。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of IEEE 2006 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
• 作者: Su'etsugu M.;Fujimitsu;K.;Katayama;T.
• 通讯作者: T.