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染色体分離に関わる生体超分子複合体の構造生物学的研究

参与染色体分离的生物超分子复合物的结构生物学研究

基本信息

批准号：
07J03567
负责人：
有田恭平
金额：
$ 1.41万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

UHRF1は細胞周期の進行に、特にG1期からS期への転移に関与する因子であり、染色体の高度に凝集された領域であるペリセントロメア領域のDNA複製に関与しているタンパク質である。UHRF1は複数のドメイン構造を保持するが、SRA domainはDNA合成期に複製された新生鎖DNA中のヘミメチル化CpG配列を認識するドメインであり、ゲノムDNA中のメチル化パターンの維持に関与している。本年度はマウス由来UHRF1のSRA domain単体、SRA:ヘミメチル化CpG DNA複合体の立体構造をX線結晶構造解析法で決定し、以下のことを明らかにした。(1)SRA domainはβシートを中心として立体構造を形成しており、サドル状の形をしていた。新規のDNA結合ドメイン構造であることを明らかにした。(2)SRA domainfまDNAの結合によって2つの領域でループ構造が誘起され、それらがDNAの主溝、および副溝側から入り込みDNAを抱きかかえるようにして相互作用していた。また、ヘミメチル化DNA鎖中の5-メチルシトシンはDNA二重鎖から完全にフリップアウトしてSRA domainのポケット内で認識されていた。(3)gel shift mobility shift assay,および等温滴定型カロリーメトリー、MR滴定実験の手法を用いることによりSRA domainがヘミメチル化DNAに特異的に結合し、フルメチル化、非メチル化DNAには非特異的に結合することを明らかにした。(4)Dnmt1とDNAの複合体構造モデルと本研究により決定したSRA domain-DNA複合体構造より、UHRF1からDnmt1へDNAが受け渡され、それに伴って連続した塩基のフリップアウト機構が起こることによりDNAメチル化パターンの維持が行われることを提唱した。

UHRF1 is involved in cell cycle progression, especially in G1 phase, S phase and transition factors, and DNA replication in highly aggregated regions of chromosomes. UHRF1 maintains multiple CpG domains during DNA synthesis, and SRA domains replicate during DNA synthesis. This year, the SRA domain of UHRF1 and SRA: 3D structure of CpG DNA complex were determined by X-ray crystallographic analysis. (1) The domain is a three-dimensional structure. The new DNA binding mechanism is proposed. (2)SRA domainf DNA binding is induced by the structure of the domain 2, and the interaction between the DNA and the main groove, the auxiliary groove and the DNA. The 5-mer structure of DNA double lock is completely recognized in SRA domain. (3)gel shift mobility shift assay, SRA, MR titration method, isothermal titration method, domain, non-specific DNA binding, domain, non-specific DNA binding. (4) Dnmt1 and DNA complex structure was determined in this study. The structure of Dnmt1 and DNA complex was determined by UHRF1 and Dnmt1. DNA complex structure was determined by DHRF1 and Dnmt1.