ゲノム複製開始因子の活性制御を中心とした複製と転写の制御ネットワーク解析

复制转录调控网络分析，重点关注基因组复制起始因子活性调控

• 批准号: 07J08897
• 负责人: 中村 賢太
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyushu 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 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J08897/
• 关键词: 大腸菌; DnaA; ヌクレオチド; Hda; 相互作用; AAA+ family; 複製装置; 細胞周期; DNA複製; 開始制御; AAA+ファミリー; タンパク質間相互作用; 遺伝子発現

大腸菌の染色体復製開始反応はDnaA蛋白質に結合するヌクレオチドによ制御を受ける。ATP-DnaAは、DNAに装着した複製装置クランプとHda蛋白質からなる複合体と結合することで、結合するATPの加水分解を受ける。生じたADP-DnaAは複製開始活性をもたない。このようなDnaA不活性化機構をRIDAという。報告者は、RIDAにおける蛋白質間相互作用解析を行なった。その結果、HdaとDnaAの相互作用領域をアミノ酸レベルで同定することに成功した。これら同定したアミノ酸残基のアラニン置換変異体は、細胞内、試験管内の両方でRIDA活性を欠損していることを見出した。これらの成果は、国際学会(poster award)、英語論文として発表した。さらに報告者は、Hda蛋白質の活性調節機構についても解析を行なった。報告者らは、Hda蛋白質がADPと結合することで活性型になることを見出している。今年度は、RIDAに必要なクランプ蛋白質がHdaに結合したADPを解離することを見出した。RIDAの際には、クランプはDNAに装着する必要がある(DNA装着型クランプ)。報告者らは、DNAに装着していないクランプがHdaに結合したADPを解離することを、精製蛋白質を用いた解析から明らかにした。クランプは、DNA複製が行なわれる時にのみDNAに装着される。ADP解離反応は、DNA装着型クランプでは起こらなかったことから、DNA複製が起こらない時にのみ、Hdaに結合したADPが解離され、RIDAが抑えられることが示唆される。実際に、クランプと結合できないHda変異体を細胞内に発現させると、Hdaと共回収されるADP量の増加が見られた。このことから、細胞内でもHdaはクランプと結合することでADPが解離すると考えられる。クランプは、新生鎖合成を行なうDNAポリメラーゼのサブユニットであり、これまでDNA上でのみ機能すると考えられてきた。本成果は、クランプがDNA上以外でも機能し得るという新しい概念を提唱するものである。また、大腸菌などの原核生物のみならず、ヒトのような真核生物にもクランプは存在する。従って、クランプがDNA上以外でも機能するという新概念は、全ての生物種に適応可能な生命現象であると位置づけすることができる。以上の成果は、国内学会(口頭発表)で発表済みである。

Coliform bacteria initiate chromosome replication to reverse 応 応 DnaA protein に binding するヌ レ レ チドによ チドによ control を by ける. ATP - DnaA は, DNA に containing し た replication device ク ラ ン プ と Hda protein か ら な る complex と combining す る こ と combines で す る の ATP hydrolysis を by け る. The production of じたADP-DnaA じた replication initiates activity を たな たな じた. <s:1> ようなDnaA inactivated institution をRIDAと う う. Presenter における, RIDAにおける protein-protein interaction analysis を line なった. そ の results, Hda と DnaA の interaction field を ア ミ ノ acid レ ベ ル で with fixed す る こ と に successful し た. こ れ ら with fixed し た ア ミ ノ acid residues の ア ラ ニ ン replacement - variant は, cells, test tube の struck party で RIDA active を owe loss し て い る こ と を shows し た. Youdaoplaceholder6 れら れら と achievements, international society (poster award), English paper と て て publication list た た. Youdaoplaceholder0 reporter さらに, Hda protein <s:1> activity regulatory mechanism に さらに て て て analysis を line なった. Reporter ら は, Hda protein が ADP と combining す る こ と で activity type に な る こ と を shows し て い る. Our は, RIDA に necessary な ク ラ ン プ protein が Hda に combining し た ADP を dissociation す る こ と を shows し た. The RIDA に に, <s:1> ラ プ プ プ に DNAに contains する necessary がある(dnA-loaded type ラ ラ プ プ). Reporter ら は, DNA に containing し て い な い ク ラ ン プ が Hda に combining し た ADP を dissociation す る こ と を, refined protein を い た parsing か ら Ming ら か に し た. When DNA replicates が rows なわれる, に み み みDNAに carries される. ADP dissociation against 応 は, DNA containing ク ラ ン プ で は up こ ら な か っ た こ と か ら, DNA replication が こ ら な い when に の み, Hda に combining し た ADP が dissociation さ れ, RIDA が え suppression ら れ る こ と が in stopping さ れ る. Be interstate に, ク ラ ン プ と combining で き な い Hda - variant を intracellular に 発 now さ せ る と, Hda と altogether back 収 さ れ る ADP in の raised add が see ら れ た. こ の こ と か ら, intracellular で も Hda は ク ラ ン プ と combining す る こ と で す ADP が dissociation る と exam え ら れ る. ク ラ ン プ は line, new lock synthetic を な う DNA ポ リ メ ラ ー ゼ の サ ブ ユ ニ ッ ト で あ り, こ れ ま で DNA で の み function す る と exam え ら れ て き た. This achievement, through <s:1>, ラ, プが, プが, プが, プが, the function of DNA outside で, can generate ると, う, う new concepts, を, する, である, である, である. ま た, coliform な ど の prokaryotes の み な ら ず, ヒ ト の よ う な eukaryotes に も ク ラ ン プ は exist す る. 従 っ て, ク ラ ン プ が DNA outside で す も function る と い う new concept は, whole て の biological に optimum 応 may な life phenomenon で あ る と position づ け す る こ と が で き る. The above <s:1> achievements みである and domestic academic societies (oral presentations)で presentations みである.

项目成果

AAA+ domain-specific interaction of Hda with DnaA in the replicase clamp-mediated DnaA-ATP hydrolysis

复制酶钳介导的 DnaA-ATP 水解中 Hda 与 DnaA 的 AAA 结构域特异性相互作用

• 发表时间: 2009
• 作者: Nakamura;K.;Katayama;T.
• 通讯作者: T.

Hda monomerization by ADP binding promotes replicase clamp-mediated DnaA-ATP hydrolysis

ADP 结合引起的 Hda 单体化促进复制酶夹介导的 DnaA-ATP 水解

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Biol. Chem. 283
• 作者: Su'etsugu;M.;Nakamura;K.;Keyamura;K.;Kudo;Y.;Katayama;T.
• 通讯作者: T.

DnaAと複製クランプに依存したDnaA不活性化因子Hdaの活性制御

DnaA 灭活剂 Hda 活性的调节依赖于 DnaA 和复制钳

• 发表时间: 2009
• 作者: 中村賢太;末次正幸;片山勉
• 通讯作者: 片山勉

クランプ及びHdaに依存した大腸菌DnaA不活性化の分子機構:DnaAとの相互作用における HdaN 末モチーフと AAA+ドメインの役割

钳位和 Hda 依赖性大肠杆菌 DnaA 失活的分子机制：HdaN 末端基序和 AAA+ 结构域在与 DnaA 相互作用中的作用

• 发表时间: 2008
• 作者: 中村賢太;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Novel essential residues of Hda for interaction with DnaA in the regulatory inactivation of DnaA: Unique roles for Hda AAA+ Box VI and VII motifs.

在 DnaA 调控失活中与 DnaA 相互作用的 Hda 新型必需残基：Hda AAA Box VI 和 VII 基序的独特作用。

• DOI: 10.1111/j.1365-2958.2010.07074.x
• 发表时间: 2010
• 期刊: Mol. Microbiol.
• 作者: Nakamura;K. and Katayama;T.
• 通讯作者: T.