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一分子観察によるリバースジャイレースの反応機構、及びその生理的意義の解明

通过单分子观察阐明逆促旋酶的反应机制及其生理意义

基本信息

批准号：
10J04033
负责人：
小川泰策
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

リバースジャイレース(以下RG)は、DNAトポイソメラーゼという二本鎖DNAに作用するたんぱく質のひとつで、高温条件下(70℃以上)で二本鎖DNAの二重らせんの巻き数を増やす働きをもつ分子機械である。RGは好熱菌に特有のたんぱく質であり、その反応は、好熱菌の生育環境である高温でのDNAの熱変性を防ぐためにDNAをきつく巻きつけていると考えられている。本研究は、RIGの反応を一分子レベルでリアルタイムに観察することで、その反応のメカニズムを解明することが目的である。片端をガラス面に固定したDNAのもう片端に目印のためのビーズを結合させ、DNAの回転をビーズの回転としてとらえ、RGの反応を光学顕微鏡下で観察してきた。昨年度までの研究により、その回転速度が温度に依存し、反応開始には温度上昇にともなうDNAの熱変性が必要であることがわかった。本年度は特に、ビーズを回転させているRGの数を見積もることに焦点を絞った。観察溶液中のRGの濃度を幅広く(1.0pM-10nM)振ってみたところ、ビーズの回転がみられる確率は濃度に依存したのだが、その回転速度には変化がみられなかった。さらに、RGの濃度は一定に保ち、溶液中のDNAの濃度を変化させることで、RGとDNAの濃度比を振ってみても、回転する確率のみが変化し、回転速度は変化しなかった。また、RGの濃度が低いにもかかわらず、いったん回転したビーズは、一定温度ではいつまでもまわり続け、停止することはほとんどみられなかった。以上の本年度の研究結果から、RGは一個の分子でDNAをきつく巻きつけることができ、RGがDNAにいったん結合するとほとんど離れることなしに反応し続けることができるほどDNAに対する親和性が高いと考えられる。これらのことは、先行研究である多分子系の手法ではわからなかったことであり、本研究により初めて示すことができた。

The double chain of DNA can be increased under high temperature conditions (above 70℃). RG is a good thermal bacteria. It has a unique quality. It has a high temperature. It has a thermal property. It has a high temperature. It has a high temperature. This study aims to clarify the relationship between RIG and its development. DNA fragments are immobilized on the surface of the DNA fragments, and the DNA fragments are observed under optical microscopy. The temperature dependence of the temperature, the temperature dependence of the temperature dependence of the temperature dependence This year, the number of people in the world who want to see the world is increasing. Observe the amplitude of RG concentration in solution (1.0pM-10nM), and the accuracy of RG recovery depends on RG concentration. In addition, the concentration of RG should be kept constant, the concentration of DNA in the solution should be changed, the concentration ratio of RG and DNA should be changed, the accuracy of recovery should be changed, and the recovery speed should be changed. For example, if the temperature is low, the temperature is low, and the temperature is high, the temperature is low. The results of this year's study show that RG has a high affinity for DNA binding. This study is a preliminary study of the molecular system.