アプタマー、Musashi及びhnRNP Dによる遺伝情報発現制御の分子基盤

适体、Musashi 和 hnRNP D 控制遗传信息表达的分子基础

基本信息

批准号：
14035219
负责人：
片平正人
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Yokohama National 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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14035219/
关键词：
HIV アプタマー神経分化テロメアテロメラーゼ老化 RNA結合タンパク質 NMR

项目摘要

HIVのTatタンパク質に対して高い親和性を示すRNAアプタマーに関し、Tatタンパク質のアナログ分子(アルギニンリッチモチーフ領域の部分ペプチド)との複合体の立体構造を、NMRにより決定した。得られた構造より、高い親和性がもたらされるメカニズムが解明された。さらに遺伝子治療等に応用できる可能性のある、より有用なRNA分子への改変の指針も獲得された。Musashiタンパク質の2つのRNA結合ドメインに関し、立体構造、ダイナミクス及び表面電荷分布を、NMR及びモデルフリー解析により決定した。この結果、RNAへの結合能が2つのドメインで異なるのは、ダイナミクス及び表面電荷の違いに由来する事が明らかになった。また2つのドメインを連結したものに関しても、標的RNAとの相互作用様式を解析した。その結果、各ドメイン単独の時と同様に連結体においてもβシート上で相互作用を行うが、さらにこれに加えて、ドメインをつなぐリンカー部分でも相互作用がなされている事がわかった。hnRNP Dタンパク質及び類縁のhnRNP A1タンパク質には、DNAの4重鎖構造をほどいて1本鎖にする活性がある事を、CD及びNMRによる解析より見い出した。そして両タンパク質のこの作用によって、DNAの複製やテロメアの伸長が保障されている事が生化学的実験よりわかった。即ち、両タンパク質には、DNAの構造を正しい姿に整形する、あたかも「DNAシャペロン」の様な活性がある事が見い出された。両タンパク質のDNAシャペロンとしての働きは、創薬に利用できる可能性がある。

关于对HIV的TAT蛋白具有高亲和力的RNA适体，通过NMR确定了与TAT蛋白的模拟分子（富含精氨酸基序区的部分肽）的模拟分子的复合物的三维结构。从获得的结构中阐明了实现较高亲和力的机制。此外，还获得了可以应用于基因治疗和其他应用的更有用的RNA分子的指南。通过NMR和无模型分析确定了Musashi蛋白的两个RNA结合结构域的构象，动力学和表面电荷分布。这表明两个域之间RNA结合能力的差异是由于动力学和表面电荷的差异所致。还分析了将两个域连接在一起的域的相互作用模式。结果，发现连接域的连接部分在β板上相互作用，如每个域而言，但是除此之外，连接域的接头部分也相互作用。通过CD和NMR分析发现，HNRNP D蛋白和相关的HNRNP A1蛋白具有将DNA的四链体结构解锁到单链中的活性。生化实验表明，这两种蛋白质的这种作用确保DNA复制和端粒扩展。换句话说，发现两种蛋白质的活性都与“ DNA伴侣”相似，即将DNA结构变成正确的外观。两种蛋白作为DNA伴侣的功能可能对药物发现有用。