プラスミドpCAR1と宿主染色体にコードされるNAPsの協調的転写制御機構の解明

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本研究ではプラスミドpCARIとその宿主であるPseudomonas putidda KT2440株をモデルとして, 核様体タンパク質(NAPs)によるプラスミド-宿主染色体間相互作用のメカニズムの解明を目的としている. pCAR1はMvaTホモログPmr(腸内細菌のH-NSの機能的ホモログ), NdpAホモログPnd, HUホモログPhuの3種のNAPsをコードしているが, 今年度は特にPmrと宿主染色体由来のMvaTホモログTurA, TurBとの機能. 性質の違いに着目して研究を行った. MvaTホモログはC末端側のDNA結合ドメインで各因子の標的塩基配列を認識してDNAに結合した後, N末端側の二量体/多量体化ドメインで多量体を形成することで多くの遺伝子の転写を制御する. まず各因子のDNA結合ドメインの標的塩基配列を比較するため, P. putida KT2440 (pCAR1)株由来の塩基配列, 及び人工オリゴを用いたDNAライブラリーからSELEX法により高親和性塩基配列の濃縮を試みたものの, タンパク質とDNAとの親和性が低いためか標的塩基配列の濃縮は見られなかった. 一方これまでの研究からPmrのホモ多量体形成に重要な残基が明らかとなっていたが, TurBの種々のアラニン置換体のホモ多量体形成能をタンパク質間クロスリンク法により調べたところ, PmrとTurBではホモ多量体形成に重要な残基が異なることが示唆された. また昨年度までに各因子がホモ二量体を形成することが示されていたため, 今年度はヘテロニ量体の検出を試みたところ, PmrとTurA, TurAとTurBの組み合わせではヘテロ二量体の形成効率に違いがあることが明らかとなった. TurBについては二量体/多量体化ドメインのアラニン置換体を用いて結晶が得られており, 今後結晶化条件の最適化と構造解析を進めることで, プラスミドと宿主染色体にコードされるMvaTホモログの機能・性質の違いや, さらには腸内細菌のH-NSとPseudomonas属細菌のMvaTホモログの違いが明らかになると期待される.