染色体GC含量を制御するミューテーター遺伝子(mutT)の分子遺伝学的研究

控制染色体GC含量的突变基因（mutT）的分子遗传学研究

基本信息

批准号：
63618510
负责人：
堀内嵩
金额：
$ 0.96万
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：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

生物界に存在するゲノム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、この大きなGC含量の変動の要因については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ーテーター(mutT)遺伝子の解析を進めてきた。というのは、このミューテーターは、A:T→C:Gへの一方向のトランスバージョン型変異のみを上昇させるからである。実際、mutTミューテーターの長時間培養により、染色体のGC含量が増加することが確かめられている。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ー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遺伝子をクローニングし、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し、精製を行い、その酵素試料を用いて以下の生化学的解析を行った。上記トランスバージョン変異生成の中間体としては、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は、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ポリメラーゼIII酵素が形成しうるか否かを調べた。テンプレートにpoly(dA)、プライマーにpoly(dT)、基質としてdGTPのみを用いると、低頻度ながらdGMPの取り込みが認められた。驚いたことに、この取り込みが、精製したMutTタンパク質の添加によって完全に抑制された。さらにMutTタンパク質が、dGTPase活性を有することも見出した。現在、MutTタンパク質が、dGTPの立体構造(anti型とsyn型)を認識し、syn型を特異的に分解していると考えており、今後その検証を行いたい。

存在于生物世界中的基因组DNA的GC含量分布在较宽的范围内（25％-75％）。然而，迄今为止，进化过程中GC含量差异很大的因素尚不清楚。我们一直在分析大肠杆菌的突变基因，这被认为是其中之一。这是因为该突变器仅将单向横向突变增加到a：t→c：g。实际上，已经证实，MUTT突变器的长期培养会增加染色体的GC含量。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，克隆了杂种基因以阐明其基因结构，并使用酶样品进行了过量生产，纯化杂种蛋白，并进行以下生化分析。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Watson-Crick碱基配对。检查了DNA聚合酶III酶是否可以形成这种不匹配。当使用poly（da）作为模板时，将poly（dt）用作底漆，并将DGTP用作底物，尽管并不常见，但观察到了DGMP摄取。令人惊讶的是，这种摄取被添加纯化的杂种蛋白完全抑制。此外，发现Mutt蛋白具有DGTPase活性。目前，我们认为MUTT蛋白可以识别DGTP（反型和Syn-Type）的三维结构，并专门分解了Syn-Type，我们将来想在将来验证这一点。