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。

In the first half of this year, the research results on the molecular mechanism of DnaA polysomy formation at oriC, the origin of replication of Escherichia coli chromosomes, were submitted and additional research time was required (end of September, 2017, paper acceptance). The first step of the organization is to install the DnaB. In the second half of the year, the following topics were selected. (1)A Study of DnaB-DnaA Interaction in E. coli Cells: The Biochemical Analysis of DnaA Molecules and Functional Interaction of DnaB in DnaA Polysomes E. coli intracellular analysis, DnaB-DnaA binding, competition, lack of DnaA binding, lack of DnaB binding, and lack of DnaA binding at specific DnaA binding sites in oriC. The results of analysis of replication initiation and biochemical analysis were supported. (2) Explanation of the significance of DNA binding of a lock when DnaB is installed: DnaA complex on the left side of oriC is formed, DnaA complex on the right side of oriC DNA binding on the left side of oriC DNA binding on the right side of DnaA concentration is very high, DnaA concentration is low, DnaB concentration is high, DnaA concentration is low, DnaA concentration is high, DnaB concentration is high, DnaA concentration is high, DnaA concentration is high, DnaB concentration is high, DnaA concentration is high, DnaB concentration is high, DnaA concentration is high, DnaA concentration is high, DnaB concentration is high, DnaA concentration is high, DnaB concentration is high, DnaA concentration is high, DnaB concentration is high, DnaA concentration is high, DnaA concentration is high, DnaB concentration is high, DnaA concentration is high, DnaA concentration is high, DnaB concentration is high, DnaA concentration is high, DnaB concentration is high, DnaA concentration is high, DnaA concentration As a result, oriC DNA binds to DnaB and DnaB DNA binds to DnaA DNA.

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