太陽菌外膜構成タンパク質発現制御因子OmpRのDNA結合ドメインの精密構造解析

OmpR DNA 结合域的精确结构分析，OmpR 是太阳真菌外膜组成蛋白的表达调节因子

• 批准号: 09249201
• 负责人: 中川 敦史
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09249201/
• 关键词: 構造生物学; シンクロトロン放射光; 転写制御因子

大腸菌における外膜の浸透圧変化への対応は,膜に存在して外界の浸透圧を感知するセンサータンパク質EnvZと,EnvZからの情報を受け取り,膜の構成タンパク質であるOmpCとOmpFの発現量を制御するOmpRの2つのタンパク質が関与している.OmpRは,情報を受け取る部分(N末端側のリン酸化ドメイン)と遺伝子を制御する部分(C末端側のDNA結合ドメイン)の2つのドメインから構成されている.本研究では,このOmpRのC末端側のDNA結合ドメイン(OmpR-C)の構造を2.0Å分解能の回折強度データを用いて精密化を行なった.OmpR-Cの結晶はX線照射に対して不安定で室温下では高分解能の回折強度データを収集することができなかったのが,100Kの窒素気流中で結晶を急速に凍結させた状態で,放射光を用いて回折強度データを収集し,2.0Å分解能の回折強度データを得ることができた.構造の精密化は,X-PLOR3.851およびREFMACを用いて行なった.最終的に,収集した2.0Å分解能までのすべての回折強度データを用いて,R=0.212,Rfree=0.259の構造が得られている.この時の構造の標準値からのずれは,結合距離,結合角がそれぞれ,0.006Å,1.230°であった.得られた構造から,他の類似タンパク質とDNA複合体の構造を参考にしてOmpR-CとDNAとの結合モデルの作製を行ったところ,立体障害がほとんどない比較的妥当な構造が得られた.このモデルによると,α3と呼んでいるDNA認識ヘリックスの中で,DNAと相互作用していると考えられるアミノ酸残基は多様性に富んでいるのに対し,タンパク質内部に存在して構造保持に必要と考えられるアミノ酸は良く保存されている.このことから,OmpRのDNA認識部位がこの領域であることはほぼ間違いないであると考えている.

大肠杆菌利用存在于膜内并感知外界渗透压的传感器蛋白EnvZ对其外膜渗透压的变化作出反应，并通过接收来自EnvZ的信息，改变OmpC和OmpF的表达水平，它们是膜组成蛋白控制。两个蛋白质 OmpR 参与了这一过程。OmpR 由两个结构域组成：接收信息的部分（N 端侧的磷酸化结构域）和控制基因的部分（C 端侧的 DNA 结合结构域） ）。 书在本研究中，我们使用 2.0 Å 分辨率衍射强度数据精炼了 OmpR (OmpR-C) C 端 DNA 结合域的结构。OmpR-C 晶体在室温下具有稳定的高分辨率。温度之所以无法采集到衍射强度数据，是因为晶体在100K的氮气流中快速冷冻，采用同步辐射采集衍射强度数据，得到分辨率为2.0 Å的衍射强度数据我能够获得结构的本质。使用X-PLOR3.851和REFMAC进行致密化。最后，使用高达2.0 Å分辨率的所有收集的衍射强度数据获得R=0.212和Rfree=0.259的结构。此时，结构与标准值的偏差在键距和键角上分别为0.006 Å和1.230°，从获得的结构中，我们使用OmpR -C和DNA结合模式。当我们创建del时，我们获得了一个相对合理的结构，几乎没有空间位阻。根据这个模型，人们认为它在称为α3的DNA识别螺旋内与DNA相互作用。虽然氨基酸残基高度多样化，但氨基酸残基具有高度多样性。存在于蛋白质内部并被认为是结构维持所必需的基因都非常保守。这表明 OmpR 的 DNA 识别位点位于该区域，我认为这几乎是肯定的。