分子シャペロンによる複製開始蛋白質(RepE)の二量体から短量体変換の分子機構

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広く生物種に保存されている分子シャペロン(DnaK,DnaJ,GrpE)は蛋白質のFolding,膜透過や分解に作用する。これらの機構についての知見は多い。他方、分子シャペロンは通常の条件で複製開始因子や転写因子の活性化を助け、広い生物種にわたり機能蛋白質の調節因子として重要な働きをしている。然しこれらの作用機構の詳細は明らかでない。大腸菌を宿主とするミニFの系はこのモデル系として優れている。我々はミニFの複製開始蛋白質RepEは二つの機能を持ち、二つの異なる形態によって担われている事を明らかにした。RepEの単量体がoriginに結合しイニシエーターとして、二量はrepE遺伝子のオペレーターに結合し、リプレッサーとして機能する。我々の研究からRepE二量体から単量体への構造変換は分子シャペロンによって進行することが明らかとなった。この変換機能は分子シャペロンの新しい機能であり、この詳細な分子機構を解明するのが本研究の目的である。RepEは分子シャペロン(DnaK,DnaJ,GrpE)と複合体を形成することを明らかにしたが、この複合体形成過程及び解離過程の詳細を明らかにするために、in vivo系でrepE,dnaK,grpEの変異体を用いて、RepEと分子シャペロン(DnaK,DnaJ,GrpE)の複合体形成の有無を調べた。その結果、RepEにDnaK,DnaJ,GrpEが各々独自に結合していることを示唆する結果を得た。他方、分子シャペロンとRepEの相互作用の分子レベルでの機構を明らかにするためにはその基盤となるRepEの分子構造が明らかにされなければならない。そのためにDNA(イテロン=RepEの結合領域)-RepE複合体の分子構造をX線結晶解析により、京大理学部の三木教授との共同研究で明らかにした。現在、論文は投稿中。これをもとにRepEと分子シャペロンとの相互作用を分子レベルで明らかにする予定である。