新機能性金属フィンガーのデザイン:亜鉛フィンガーの金属置換に基づく転写制御

新型功能金属指的设计：基于锌指金属替代的转录控制

• 批准号: 13771411
• 负责人: 永岡 真
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13771411/
• 关键词: 亜鉛フィンガー; 遺伝子発現制御; ニッケルフィンガー

【H_4型亜鉛フィンガーの創製】亜鉛フィンガー型転写因子のDNA結合の制御もまた、遺伝子発現制御の1つの標的となりうる。例えば亜鉛の代わりに酸化還元の起こりやすい銅が結合した銅フィンガーをDNAに結合させることができれば、酸化還元によりDNAへの結合を制御することが可能となる。そこで、亜鉛フィンガーの2つのシステイン残基と2つのヒスチジン残基とをすべてヒスチジン残基に置換し、タンパク質に対する酸化還元の影響を排除したH_4Sp1を構築した。その結果、H_4Sp1の亜鉛結合体は標的DNA配列に野生型と同様の結合様式を示した。現在のところH_4型亜鉛フィンガーは自然界において発見されていないが、今後ヒトを始めとした種々の生物のゲノム情報が解明されるにつれ、新たに発見される可能性もある。【C_2H_2型ニッケルフィンガーの活性評価】ヒスチジンとニッケルとの親和性は極めて強いため、前述のH_4型フィンガーにはニッケルが結合する期待が持たれる。そこで、その前段階として天然型のC_2H_2型亜鉛フィンガーの亜鉛をニッケルに置換したC_2H_2型ニッケルフィンガーの構築とその活性評価を試みた。その結果、C_2H_2型ニッケルフィンガーはC_2H_2型亜鉛フィンガーと同様の高次構造を形成し、DNAに結合することが分かった。しかしながら、種々のDNA配列への結合親和性を検討したところ、C_2H_2型ニッケルフィンガーの最適結合配列は、C_2H_2型亜鉛フィンガーのそれとは異なっていることが判明した。以上の結果はH_4型ニッケルフィンガーを構築するうえで、極めて有用な情報を提供するものと思われる。このような、新規金属フィンガーの創製は、酸化還元型転写因子等の新たな遺伝子発現制御分子の構築を通じて、近い将来、遺伝子発現がその発症に関わる疾病などに対して、多大な貢献をする期待が持たれる。

[Creation of H_4-type lead film] The control of DNA binding of lead film film writing factors and the control of gene discovery are the main targets of this invention. For example, lead acid reduction can be prevented by binding to copper and DNA. The H_4Sp_1 structure was constructed by replacing the H_4Sp_1 residues and H_4Sp_1 residues in the H_4Sp_1 system. The results showed that H_4Sp1 and H_4Sp1 had the same binding pattern as wild-type DNA. The H_4-type biosphere has the potential to be discovered in nature, and to be discovered in the future. [Activity Evaluation of C_2H_2 Type] The affinity of C_2H_2 Type is very strong, and the affinity of H_4 Type is expected to last. The activity of C_2H_2-type lead compounds was evaluated. The results show that C_2H_2-type DNA binding is the key to the formation of higher-order structures of the same type. The binding affinities of DNA sequences of C_2H_2-type and C_2H_2-type were investigated. The above results provide useful information for the construction of H_4-type buildings. The new gene discovery and control molecule construction of new gene discovery, such as the creation of new gene discovery and acidification factor, is expected to continue in the near future, and the development of gene discovery is related to the disease.

项目成果

Kobayashi, S., Ashizawa, S., Takahashi, Y., Sugiura Y., Nagaoka M., Lear, M.J., Hirama, M.: "The first total synthesis of N1999-A2 : absolute stereochemistry and stereochemical implications into DNA cleavage"J. Am. Chem. Soc.. 123. 11294-11295 (2001)

Kobayashi, S.、Ashizawa, S.、Takahashi, Y.、Sugiura Y.、Nagaoka M.、Lear, M.J.、Hirama, M.：“N1999-A2 的首次全合成：绝对立体化学和对 DNA 切割的立体化学影响

Uno, Y., Matsushita, K., Nagaoka, M., Sugiura, Y.: "Finger-positional change in three zinc finger protein Sp1 : influence of terminal finger in DNA recognition"Biochemistry. 40. 1787-1795 (2001)

Uno, Y.、Matsushita, K.、Nagaoka, M.、Sugiura, Y.：“三个锌指蛋白 Sp1 中的手指位置变化：末端指对 DNA 识别的影响”生物化学。

Nagaoka, M., Kaji, T., Imanishi, M., Hori, Y., Nomura, W., Sugiura, Y.: "Multi-connection of identical zinc finger : implication for DNA binding affinity and unit modulation of three zinc finger domain"Biochemistry. 40. 2932-2941 (2001)

Nagaoka, M.、Kaji, T.、Imanishi, M.、Hori, Y.、Nomura, W.、Sugiura, Y.：“相同锌指的多重连接：对 DNA 结合亲和力和三个锌的单位调节的影响

Imanishi M., Hori Y., Nagaoka M., Sugiura Y.: "Design of novel zinc-finger proteins : toward artificial control of specific gene expression"Eur. J. Pharm. Sci.. 13. 91-97 (2001)

Imanishi M.、Hori Y.、Nagaoka M.、Sugiura Y.：“新型锌指蛋白的设计：针对特定基因表达的人工控制”Eur。

Nagaoka M., Shiraishi, Y., Sugiura Y.: "Selected base sequence outside the target binding site of zinc finger protein Sp1"Nucleic Acids Res.. 29. 4920-4929 (2001)

Nagaoka M.、Shiraishi, Y.、Sugiura Y.：“锌指蛋白 Sp1 靶结合位点外的选定碱基序列”Nucleic Acids Res.. 29. 4920-4929 (2001)