亜鉛フィンガーによるDNA配列認識の解析とそれに基づく新規機能分子の設計

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GCboxがG塩基に富んでいることに着目し、G塩基を特異的に認識するジメチル硫酸(DMS)やブレオマイシン誘導体(PEM)を用いて精密なフットプリンティングを行い、Sp1のDNAとの相互作用を調べた。メチル化保護作用法の結果はDNAの構造変化と塩基認識の2つの点において重要な示唆を与えた。(i)Sp1結合に伴うDNAの局所的な構造変化:Sp1(167^*)の結合は5'-GGGCG-3'配列の3'側に隣接するG(7)塩基のメチル化を非常に強く促進した。一方、PEM-Fe錯体によるDNA切断でも、5'G(7)A-3'部位において切断が新たに強く誘起された。このことはSp1の結合によってGCboxの3'側にDNA局所構造の変化が起こっていることを突き止め、それが特にhelical twist angleの変化として捉えられると提案した。(ii)Sp1のDNA塩基認識機構メチル化保護法・観賞の結果からSp1(167^*)のGCbox認識に約10塩基のうち5'側に偏った2番目から6番目の5'-GGGCG-3'配列が重要であることを突き止めた。同じく3個の亜鉛フィンガーを持つZif268-DNAの結晶構造によって明らかになったアミノ酸残基と認識G塩基との1:1の対応関係をSp1の中のArgとHis残基によって認識されることになる。この知見は3個の亜鉛フィンガーが塩基認識においてほぼ等価な役割を担っているZif268の結果と大きく異なっており、各フィンガーのDNA認識への貢献度には偏りがあることを示唆した点でより多くのモチーフをもつTFIIIA等のタンパク質のDNA結合様式を考察するうえで重要な情報を与えると思われる。