ＤＮＡヘリカーゼ装着における複製開始複合体の機能構造動態とその制御の解明

阐明复制起始复合物的功能结构动力学及其在 DNA 解旋酶附着过程中的调节

• 批准号: 16J02075
• 负责人: 﨑山 友香里
• 金额: $ 0.83万
• 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: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02075/
• 关键词: oriC; DnaA; 高次複合体; DNA複製開始反応; ヘリカーゼ装着; 大腸菌; 染色体複製開始; DnaBヘリカーゼ; DiaA; 一本鎖DNA結合

本年度の前半は、大腸菌染色体の複製起点oriC上でのDnaA多量体形成から一本鎖oriC DNA結合までの分子機構に関する研究成果を筆頭論文として投稿し、その追加実験に時間を費やした(2017年9月末、論文受理)。この機構はDnaBヘリカーゼ装着の前段階である。本年度の後半に以下の課題に取り組んだ。(1)大腸菌細胞内でのDnaB-DnaA相互作用の検討：これまでの生化学的解析により、oriC上で形成されたDnaA多量体中の特定のDnaA分子が、DnaBと機能的な相互作用をもつと示唆されていた。大腸菌細胞内でも解析を行うため、DnaB-DnaA結合と競合するDiaAを欠損させた株を用いて、oriC内の特定のDnaA結合部位にDnaB結合能欠損変異DnaAを導入した。この細胞の複製開始能を解析した結果、生化学的解析結果が支持された。(2)DnaB装着時における一本鎖DNA結合の意義の解明：oriCの左側領域上に形成されるDnaAサブ多量体が一本鎖oriC DNAと結合することを見出していたが、本年度の試験管内構成系を用いた解析研究により、右側DnaAサブ複合体も一本鎖oriC DNAと結合すること、そしてこれがDnaB装着を促進することが示唆された。また、oriCの左側領域では、DnaA濃度が十分高い場合と異なり、低濃度DnaAでは、片側の一本鎖oriC DNAのみにDnaBが優先的に装着されることが示唆された。以上の結果から、oriC上で形成された各DnaAサブ複合体が、一本鎖oriC DNAと結合して一本鎖状態を安定化させることで、効率のよい両鎖へのDnaB装着が進められると考えられた。

の this year first half は, coliform chromosome の copy starting point on the oriC で の DnaA quantity body to form more か ら a lock oriC dna-binding ま で の molecular institutions に masato す る research を written papers と し contribute て し, そ の additional be 験 に time を や し た (at the end of September 2017, paper accepted). The <s:1> <s:1> mechanism ゼ DnaBヘリカ ヘリカ ゼ ゼ is equipped with the <s:1> front stage である. For the second half of the に of this year, the following に topics に will be selected from the んだ group. (1) the coliform in cells で の DnaB - DnaA interaction の beg: 検 こ れ ま で の biochemical analytical に よ り, oriC で form さ れ た DnaA の quantity body more specific の DnaA molecular が, DnaB と function な interactions を も つ と in stopping さ れ て い た. で coliform cell line analytical を も う た め, DnaB - DnaA と co-opetition す る DiaA を owe loss さ せ た を strains with い て, oriC の specific の DnaA combining site に DnaB binding energy owe loss - different DnaA を import し た. The initiation of <s:1> the replication of <s:1> cells can を analyze the た results, and the biochemical analysis results が support された. (2) When DnaB is contained, における is a book that locks DNA binding. Explanation of the meaning <e:1> : OriC の に form on the left side of the field さ れ る DnaA サ ブ much quantity body が と combined with a lock oriC DNA す る こ と を shows し て い た が, this year's の を composition test tube department with い た analytical study に よ り, on the right side of DnaA サ ブ complex も oriC a lock DNA と combining す る こ と, そ し て こ れ が DnaB containing を promote す る こ と が in stopping さ れ た. ま た, oriC の on the left side of the field で は と vision, concentration of DnaA が very high い occasions な り, low concentration of DnaA で は, piece side の a lock oriC DNA の み に DnaB が priority に containing さ れ る こ と が in stopping さ れ た. の above results か ら, oriC で form さ れ た each DnaA サ ブ complex が, a lock oriC DNA と combining し て in a lock state を stabilization さ せ る こ と で, sharper rate の よ い struck lock へ の DnaB containing が into め ら れ る と exam え ら れ た.

项目成果

細菌DNA複製開始複合体の近原子構造モデルと機能解析

细菌DNA复制起始复合物的近原子结构模型及功能分析

• 发表时间: 2016
• 作者: 清水将裕;野口泰徳;﨑山友香里;川上広宣;片山勉;高田彰二
• 通讯作者: 高田彰二

Near-atomic structural model for bacterial DNA replication initiation complex and its functional insights

• DOI: 10.1073/pnas.1609649113
• 发表时间: 2016-12-13
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Shimizu, Masahiro;Noguchi, Yasunori;Takada, Shoji
• 通讯作者: Takada, Shoji

Structure, mechanism and regulation of Escherichia coli replication initiation complexes in DNA unwinding

大肠杆菌DNA解旋复制起始复合物的结构、机制和调控

• 发表时间: 2016
• 作者: Tsutomu Katayama;Yukari Sakiyama;Yasunori Noguchi;and Hironori Kawakami
• 通讯作者: and Hironori Kawakami

大腸菌の複製開始複合体における二重鎖DNA開裂とヘリカーゼ相互作用の分子機構

大肠杆菌复制起始复合物中双链 DNA 切割和解旋酶相互作用的分子机制

• 发表时间: 2016
• 作者: 片山 勉;崎山 友香里;赤間 勇介;野口 泰徳;川上 広宣;加生 和寿
• 通讯作者: 加生 和寿

Near-atomic structural model for bacterial DnaA replication initiation complex and its functional insights

细菌 DnaA 复制起始复合物的近原子结构模型及其功能见解

• 发表时间: 2017
• 作者: Masahiro Shimizu;Yasunori Noguchi;Yukari Sakiyama;Hironori Kawakami;Tsutomu Katayama;and Shoji Takada
• 通讯作者: and Shoji Takada