ヒンジヘリックスを組込んだ新規DNA副溝認識型亜鉛フィンガー蛋白質の創製と機能

新型DNA小沟识别锌指蛋白结合铰链螺旋的创建和功能

• 批准号: 03J05604
• 负责人: 白石 泰久
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J05604/
• 关键词: 亜鉛フィンガー; ヒンジヘリックス; Sp1; GLI; 塩基認識; リンカー; β-シート

Lac repressor内のヒンジヘリックスは、DNAの副溝結合能、2量体形成能、DNA湾曲能といった亜鉛フィンガータンパク質に見られないユニークな機能を有することから、この機能ドメインを亜鉛フィンガータンパク質に組込むことで、亜鉛フィンガータンパク質の機能拡張や医学的な応用において、大きな可能性を与えることが期待される。これまでに私が遂行してきた亜鉛フィンガータンパク質の構造・活性相関に関する研究成果に加え、亜鉛フィンガータンパク質のリンカー領域がDNAの副溝に近接することを考慮して、亜鉛フィンガードメインを連結するリンカー領域にヒンジヘリックスを組込むことにした。亜鉛フィンガータンパク質としては、構造面並びに機能面での知見が豊富なヒト由来のSp1亜鉛フィンガーを選択した。この亜鉛フィンガータンパク質のC末端側にヒンジヘリックスを融合することにし、その際、亜鉛フィンガードメインによる構造面での影響を排除するために、グリシン残基を挿入することにした。基質DNAとしては、2量体形成を考慮して、2つの結合サイトを対称に配置したものを用意した。このタンパク質は、大腸菌体内で発現させ、陽イオン交換とゲルろ過を組み合わせることで精製した。DNA結合親和性への影響について、ゲルシフト法により評価を行った。その結果、2量体形成に伴う結合親和性の相乗的な向上は見られなかった。今後さらなる基質DNAの最適化が必要と考えられる。一方で、ヒンジヘリックスと平行して、金属結合型ペプチドを挿入した変異体では、新規なDNA切断活性を示すことを明らかにした。以上の研究成果は、今後の亜鉛フィンガータンパク質の高機能化や応用研究において、有用な知見を与えてくれるものであると考えられる。

Lac repressor has a number of functional properties, such as DNA accessory groove binding energy, 2-quantum-forming energy, DNA bending energy, DNA quality, DNA functional properties, and medical applications. The results of this study are related to the structure and activity of the DNA in the field of DNA synthesis. For example, the structural plane and the functional plane have been selected. The influence of structural plane on the C-terminal side of the protein is excluded. The matrix DNA is also considered to be the most important factor in the formation of DNA molecules. In addition, it is necessary to improve the quality of the products and the quality of the products. DNA binding affinity is a key factor affecting DNA binding affinity. The results of 2-dimensional body formation are accompanied by binding affinity. In the future, optimization of matrix DNA is necessary. A new type of DNA cleavage activity is shown in the following table: The above research results will lead to future research on high-quality and high-functional applications.

项目成果

Swapping of the β-Hairpin Region between Sp1 and GLI Zinc Fingers : Significant Role of the β-Hairpin Region in DNA Binding Properties of C_2H_2-type Zinc Finger Peptides

Sp1 和 GLI 锌指之间 β-发夹区域的交换：β-发夹区域在 C_2H_2 型锌指肽 DNA 结合特性中的重要作用

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biochemistry 44・7
• 作者: Yasuhisa Shiraishi