テロメア結合タンパク質群によるテロメアDNA長調節機構の解明

阐明端粒结合蛋白调节端粒DNA长度的机制

基本信息

批准号：
20055009
负责人：
加納純子
金额：
$ 3.07万
依托单位：
Osaka University (2009)Kyoto University (2008)
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20055009/
关键词：
テロメアテロメラーゼリン酸化シェルタリン複合体染色体 DNA

项目摘要

染色体末端に存在する特殊な構造体であるテロメアは、ゲノム維持、減数分裂、細胞老化のタイミングなどの様々な生命現象において重要な役割を果たすことが知られている。これまでの解析より、分裂酵母のRap1タンパク質が様々なタンパク質と相互作用することにより、様々な機能を遂行していること、すなわち、Rap1がテロメア機能の中枢としての役割を果たしていることが明らかになりつつある。特に、テロメアDNA長制御においては、Rap1はTaz1およびPoz1と直接結合することにより、テロメラーゼ(テロメアDNA伸長酵素)のテロメア末端へのアクセスを負に制御することがわかっている。そこで、Rap1を中心とした複合体形成の分子メカニズムを探るべく、まずRap1のどの領域にTaz1やPoz1などが結合するのかをYeast two-hybrid法などによって調べた。その結果、Taz1はRap1のC未端領域、Poz1はそのややN未端側に結合することがわかった。この結果を元にして、まずTaz1-Rap1結合領域の立体構造解析を行ったところ、両者の相互作用に特に重要なアミノ酸残基が同定できた。それらのアミノ酸残基に変異を導入すると、テロメア機能の欠損が見られた。さらに、Rap1のTaz1相互作用ドメインに存在するセリン、スレオニン、チロシン残基の中で、リン酸化フォームになると両者の相互作用を阻害するものを同定した。現在、そのリン酸化の生理学的意義について解析している。

端粒是位于染色体末端的特殊结构，已知在各种生物现象中发挥重要作用，例如基因组维护、减数分裂和细胞衰老时间。此前的分析表明，裂殖酵母Rap1蛋白通过与多种蛋白质相互作用来发挥多种功能，也就是说，Rap1在端粒功能中发挥着核心作用。特别是，在控制端粒 DNA 长度方面，已知 Rap1 通过直接与 Taz1 和 Poz1 结合，负向控制端粒酶（端粒 DNA 延长酶）接近端粒末端。因此，为了探索以Rap1为中心的复合物形成的分子机制，我们首先使用酵母双杂交方法研究了Rap1 Taz1、Poz1等结合到哪个区域。结果表明，Taz1与Rap1的C端区域结合，Poz1与Rap1的稍N端区域结合。基于这些结果，我们首先分析了 Taz1-Rap1 结合区的三维结构，并能够识别对两者之间的相互作用特别重要的氨基酸残基。当将突变引入这些氨基酸残基时，观察到端粒功能缺陷。此外，在 Rap1 的 Taz1 相互作用结构域中存在的丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基中，我们鉴定了那些以磷酸化形式抑制两者相互作用的残基。我们目前正在分析这种磷酸化的生理意义。