染色体GC含量を制御するミュ-テ-タ-遺伝子(mut T)の分子遺伝学的研究

控制染色体GC含量的突变基因（mut T）的分子遗传学研究

基本信息

批准号：
01618511
负责人：
堀内嵩
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyushu 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：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01618511/
关键词：
ミュ-テ-タ-大腸菌 GC含量 dGTPase DNAポリメラ-ゼIII

项目摘要

生物界に現存するゲノムDNAのGC含量は、広い範囲(25%〜75%)に分布している。しかし進化の過程における。このGC含量の大きな変動の要因について現在でも未知のままである。我々はこの要因の一つとして考えられる大腸菌ミュ-テ-タ-(mutT)遺伝子の解析を進めてきた。というのは、このミュ-テ-タ-は、A:T→C:Gへの一方向のトランスバ-ジョン型変異みのを上昇させるからである。実際、mutTミュ-テ-タ-株の長時間培養により、その染色体GC含量が増加することが確認されているからである。我々はこのMutTタンパク質の酵素活性を同定することから、A:T→C:Gへの特異的なトランスバ-ジョン変異生成の分子レベルでの機構を知ることができると考えた。そのため、mutT遺伝子をクロ-ニングし、その遺伝子構造を明らかにするとともに、MutTタンパク質を過剰生産させ、その精製を行った。この精製試料を用いて生化学的解析を行い、以下の結果を得た。上記トランスバ-ジョン変異生成の中間体として、dA:dGミスマッチ塩基対が予想される。実際、立体異性体のanti型dAMPとsyn型dGMPとがワトソン-クリック型塩基対合を形成しうるとするモデルが提出されている。このミスマッチをDNAポリメ-ラゼIIIが、実際形成できることを確かめた。つまりテンプレ-トにpoly(dA)、プライマ-にpoly(dT)、基質としてdGTPのみを用いた時、低頻度ながらdGMPの取込みが認められた。驚ろいたことに、この取込みを精製MutTタンパク質が完全に抑制することを見出した。この実験は、mutT変異株の表現型をよく説明できる。つまりMutTタンパク質が前駆体の中にあるsyn型dGTP分子を認識し、分解(dGTPase)していると考えると全て説明できる。その後の結果もこの予想とよく一致した。ただ現時点で、syn型dGTPではなく、微量のdGTP類似分子の存在と関与を否定はできていない。

生物世界中存在的基因组DNA的GC含量分布在较宽的范围内（25％-75％）。但是在进化过程中。迄今为止，导致GC含量这种巨大差异的因素尚不清楚。我们一直在分析MUTT基因，这被认为是其背后的因素之一。这是因为该突变器增加了从a：t到c：g的单向横向型突变。实际上，已经证实，在长期培养过程中，Mutt Mutt菌株的染色体GC含量增加。我们认为，通过鉴定该杂种蛋白的酶促活性，我们可以理解特定横向诱变的分子水平机制至：t→c：g。因此，将杂种基因克隆起来以揭示其基因结构，并生产过多的杂种蛋白，并纯化它。该纯化样品用于进行生化分析，并获得以下结果。作为横向诱变的中间体，可以预测DA：DG不匹配的碱基对。实际上，已经提出了一个模型，即立体异构体抗damp和syn-dgmp可以形成沃森 - 克里克底座配对。已经证实，DNA聚合酶III确实可以形成这种不匹配。换句话说，当将poly（da）用作模板时，将poly（dt）用作底漆，而DGTP作为底物，则在低频下观察到DGMP摄取。令人惊讶的是，我们发现纯化的杂种蛋白完全抑制了这种摄取。该实验可以很好地解释Mutt突变菌株的表型。换句话说，可以通过考虑MUTT蛋白在其前体中识别并降解同步型DGTP分子来解释。之后，结果也与该预测很好地一致。但是，目前，尚未否认痕量的DGTP样分子而不是Syn-Type DGTP的存在和参与。