協同性発現によるDNA塩基配列認識能鋭敏化の分子機構

ホスト分子とゲスト分子を同一ペプチド鎖内に存在させた場合には同一ペプチドにより、二量体、三量体などの多量体形成が期待される。多量体形成により、DNA塩基配列認識における協同性の影響を調べるため、これまでに用いられているα-ヘリックス構造を形成し、DNA塩基配列特異的に二量体を形成して結合することが知られている、ロイシンジッパー蛋白質GCN4の塩基性領域のアミノ酸配列を有し、N末端側にゲスト分子であるアダマンタン、C末端にホスト分子であるβ-シクロデキストリンを持つオリゴペプチドを合成した。標的DNAは、GCN4が二量化し結合する回文配列中の5塩基対からなるハーフサイト、5,-ATGAC-3,が繰り返した塩基配列を持つオリゴヌクレオチドである。ハーフサイトの繰り返し回数の異なるDNAに対する分子内にホスト分子とゲスト分子の両方を持つオリゴペプチドGAdCdと分子内にゲスト分子のみを持つペプチドGAdの結合様式を比較することで、DNA認識分子が非共有結合により多量化することにより塩基配列特異的認識がどのように変化するかを調べたところ、G2AdCdのみがハーフサイトが三回繰り返した配列に三量体形成を伴って結合することがわかった。GAdペプチドはハーフサイトを一つもつ塩基配列にも結合する。しかしながら、GAdCdペプチドは単量体としてDNAに結合することはなく、多量体形成を伴いながら、ハーフサイトが二回以上繰り返した塩基配列を選択的に認識することがわかった。

ホスト分子とゲスト分子を同一ペプチド鎖内に存在させた場合には同一ペプチドにより、二量体、三量体などの多量体形成が期待される。多量体形成により、DNA塩基配列認識における協同性の影響を調べるため、これまでに用いられているα-ヘリックス構造を形成し、DNA塩基配列特異的に二量体を形成して結合することが知られている、ロイシンジッパー蛋白質GCN4の塩基性領域のアミノ酸配列を有し、N末端側にゲスト分子であるアダマンタン、C末端にホスト分子であるβ-シクロデキストリンを持つオリゴペプチドを合成した。標的DNAは、GCN4が二量化し結合する回文配列中の5塩基対からなるハーフサイト、5,-ATGAC-3,が繰り返した塩基配列を持つオリゴヌクレオチドである。ハーフサイトの繰り返し回数の異なるDNAに対する分子内にホスト分子とゲスト分子の両方を持つオリゴペプチドGAdCdと分子内にゲスト分子のみを持つペプチドGAdの結合様式を比較することで、DNA認識分子が非共有結合により多量化することにより塩基配列特異的認識がどのように変化するかを調べたところ、G2AdCdのみがハーフサイトが三回繰り返した配列に三量体形成を伴って結合することがわかった。GAdペプチドはハーフサイトを一つもつ塩基配列にも結合する。しかしながら、GAdCdペプチドは単量体としてDNAに結合することはなく、多量体形成を伴いながら、ハーフサイトが二回以上繰り返した塩基配列を選択的に認識することがわかった。