マウス及び出芽酵母MCM蛋白質の生化学の研究

小鼠和酿酒酵母 MCM 蛋白的生化研究

• 批准号: 13780514
• 负责人: 高井 裕子
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780514/
• 关键词: MCM(Minichromosome maintenance); DNAヘリカーゼ; ATPase; DNA結合活性; DNA複製; MCM; processivity; 複製フォーク

染色体DNAの複製は、細胞周期、発生過程において厳密に制御される。ゲノム複製の開始に関与する幾つかの蛋白質が真核細胞で同定されているが、特に複製起点上の複製装置の因子であるMCM (minichromosome maintenance、染色体保持)蛋白質群は中心的な役割を果たす。MCMは6個[MCM2-7]の構造的に類似したタンパク質からなる複合体で、ライセンス因子の本体であり、複製開始に必須である。また、複製開始後、何らかの機構で不活性化され、再複製の抑制に関与する。我はMcm蛋白質の精製を始め、MCM複合体を構成する6種類のサブユニットの中で、組み換え蛋白質Mcm4,6,7複合体が内在的に二本鎖DNAを巻き戻す機能(DNAヘリカーゼ)、DNA結合能、DNA依存性ATP加水分解能をもつことを明らかにした(MCB 1999)。昨年までに、MCM4,6,7ヘリカーゼの変異体解析から、MCM4とMCM6のATP結合ドメインはそれぞれDNA結合およびATP結合に関与すること、MCM7のATP結合ドメインはMCM4,6,7ヘリカーゼ活性に必須であること、およびMCM4のZinc-fingerは安定なMCM4,6,7 6量体の形成に関与することを明らかにし報告した(JBC 2002)。すなわち、各サブユニットがDNAヘリカーゼに対して異なる貢献をしていることを明らかにした。本年度は、MCM4,6,7は、フォーク構造にダブルヘキサマーとして結合し、その結果そのヘリカーゼ活性が著しく促進されることを見出した。また、MCM4,6,7は活性化された複製開始領域をmimicするバブル構造(二本鎖が解離した領域を中央に含む二本鎖DMA)にダブルヘキサマーとして結合し、二本鎖領域を開裂できることを示した。さらに、バブル(一本鎖に解離している領域)の配列の影響を調べた結果、AT-richな配列の場合、MCM4,6,7は高い親和性で結合し、強いDNAヘリカーゼ活性を示すことが明らかとなった。一般にDNA複製開始領域がAT-richであることを考慮すると、MCM4,6,7複合体は二量体として複製起点領域に選択的に結合し、複製フォークで効率よいヘリカーゼとして二本鎖DNAの巻き戻しを,行なう可能性を示唆する。

在细胞周期和发生过程中严格控制染色体DNA的复制。在真核细胞中鉴定出参与基因组重复的几种蛋白质，但是蛋白质组在MCM（MINICHROMOSOMES VAINTANCES，染色体）中起着核心作用，这是重复开始点上重复装置的因素。 MCM是由六个[MCM2-7]结构相似的蛋白质制成的复合物，是许可因子的主体，对于重复的开始至关重要。另外，在重复开始之后，它被某种机制灭活，并参与抑制重复复制。我开始净化MCM蛋白，在组成MCM复合物的六种亚单位中，这是固有的双链DNA的功能（DNA解旋酶）。 （MCB 1999）。到去年，从MCM4,6,7的突变分析中，MCM4和MCM6的ATP结合结构域参与了DNA和ATP键，并且MCM7 ATP结合结构域需要MCM4,6,7解旋酶活性据透露并据报道，MCM4的锌指会参与稳定的MCM4,6,76的形成（JBC 2002）。换句话说，据表明，每个子单元对DNA解旋酶做出了不同的贡献。今年，MCM4,6,7作为双重己酰胺与叉结构结合，结果，解旋酶活性得到了显着促进。此外，MCM4,6,7是一个双重己酰胺到一个模仿激活的重复起始区域（一个包含扭曲区域的DMA）中的气泡结构，以表明它可以打开。 。此外，由于气泡序列的影响（单链分离的区域），在富含富含阵列的情况下，MCM4,6,7具有高亲和力的结合，并指示A强大的DNA解旋酶活性。通常，考虑到DNA重复起始区域富含富集，MCM4,6,7复合物选择性地结合了重复的起点作为双体，并且双链旋转酶是具有重复叉的有效旋转酶。它暗示了倒带的可能性。

项目成果

Hisao Masai, Etsuko Matsui, Zhiying You, Yukio Ishimi, Katsuyuki Tamai, Ken-ichi Arai: "Human Cdc7-related kinase complex. In vitro phosphorylation of MCM by concerted actions of cdks and cdc7 and that of a critical threonine residue of cdc7 by cdks"J.Bio

Hisao Masai、Etsuko Matsui、Zhiying You、Yukio Ishimi、Katsuyuki Tamai、Ken-ichi Arai：“人类 Cdc7 相关激酶复合物。通过 cdks 和 cdc7 以及 cdc7 的关键苏氨酸残基的协同作用对 MCM 进行体外磷酸化