RNAポリメラーゼの構造変化による転写調節の解明

阐明 RNA 聚合酶结构变化的转录调控

• 批准号: 23770130
• 负责人: 田上 俊輔
• 金额: $ 3万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23770130/
• 关键词: 転写; RNAポリメラーゼ; タンパク質構造変化; 構造生物学

本研究課題ではRNAポリメラーゼの構造変化によって行われる転写調節のメカニズムを解明するために生化学実験,構造解析を行った.転写反応は複雑な多段階反応であり,その中でRNAポリメラーゼの状態(構造)も変化するのではないかと考えられていた.本研究開始以前に,申請者の研究によってRNAポリメラーゼの中心部分が大きく回転するような構造変化が起こることが報告されていた.ここで観察さわた構造変化とこれまでに報告されていた生化学的解析の結果を照らし合わせて,RNAポリメラーゼの構造変化と転写メカニズム関連を総説として発表した(研究発表・雑誌論文).このような観察をもとに生化学的解析を行った.まず,これまでに観察されていたRNAポリメラーゼの2つの構造状態のそれそれを安定化する目的で,RNAポリメラーゼの内部にジスルフィド結合を導入した.次に,これらの変異体RNAポリメラーゼを用いて転写反応の生化学的解析をおこなった.その結果,RNA伸長反応等において,ジスルフィド結合の導入によってRNAポリメラーゼの活性が変化した.この結果はRNAポリメラーゼの構造変化と転写のメカニズムに密接な関連があることを示唆している.またこの他こ,RNAポリメラーゼと新規の転写因子の複合体の構造解析にも取り組み,転写因子の結合によって引き起こされる構造変化を観察した.これにより,この転写因子による転写調節機構を明らかにすることができた(投稿準備中).以上の結果は,転写のメカニズムにおけるRNAポリメラーゼの構造変化の役割を解明する上で非常に有用な情報になる.

在这个研究主题中，我们进行了生化实验和结构分析，以阐明由RNA聚合酶的结构变化引起的转录调节机制。转录反应是复杂的多阶段反应，人们认为RNA聚合酶的状态（结构）也可能发生变化。在这项研究开始之前，据报道，申请人的研究导致了结构性变化，其中RNA聚合酶的中心部分旋转了。与观察到的结构变化以及先前报道的生化分析的结果相反，我们介绍了RNA聚合酶和转录机制的结构变化（研究演示和期刊文章）。我们基于这些观察结果进行了生化分析。首先，我们稳定了迄今为止观察到的RNA聚合酶的两个结构状态。在RNA聚合酶内引入了二硫键。接下来，这些突变的RNA聚合酶用于转录反应的生化分析。结果，二硫键的引入改变了RNA扩展反应等中RNA聚合酶的活性，表明RNA聚合酶的结构变化与转录机理之间存在密切的关系。此外，我们还研究了RNA聚合酶和新的转录因子的复合物的结构分析，并观察到由转录因子的结合引起的结构变化。这使我们能够通过此转录因子阐明转录调节机制（为发布准备）。以上结果是阐明RNA聚合酶在转录机理中的结构变化的作用方面非常有用的信息。

项目成果

Structural basis of transcription by bacterial and eukaryotic RNA polymerases.

细菌和真核 RNA 聚合酶转录的结构基础。

• DOI: 10.1016/j.sbi.2011.11.006
• 发表时间: 2012
• 期刊: Curr Opin Struct Biol.
• 作者: Sekine;S.;et al.
• 通讯作者: et al.

RNAポリメラーゼの新規コンフォメーションと機能の関係

RNA聚合酶新构象与功能的关系

• 发表时间: 2011
• 作者: Tagami;S.;et al.;田上俊輔
• 通讯作者: 田上俊輔

A novel conformation of RNA polymerase sheds light on the mechanism of transcription

RNA聚合酶的新构象揭示了转录机制

• DOI: 10.4161/trns.2.4.16148
• 发表时间: 2011
• 期刊: Transcription
• 作者: Tagami;S.;et al.
• 通讯作者: et al.