DNAの塩濃度依存性ゲノム配列における生物学的意義おわりにはじめにみなさんこんにちは。(FIBER)にて研究を進めておられます長門石先生が小生の研究室にて行った研究を中心に、DNAとタンパク質の相互作用を熱力学的にどのように解析するかについての例をご紹介したいと思います。核酸とタンパク質の相互作用が生命現象において重要であることはいうをまたないと思います。塩基配列特異的なタンパク質相互作用は、転写や翻訳をさまざまな観点で制御しています。対象となり、さまざまな研究が報告されてきました。日本でも、織田先生(現京都府立大学)と中村春木先生(現大阪大学)のグループ、甲南大学の杉本先生のグループ、東京理科大学の鳥越先生により優れた研究が報告されています。タンパク質はこのように2段階の熱がトータルとして現れることになります。特筆すべきは、第1段階のポリアニオンとしての核酸とタンパク質の相互作用が、静電相互作用であるにも関わらず、吸熱、すなわち脱水和に必要な熱に支配されていることです。これは、われわれが抗原抗体相互作用でも見いだしていること[2]であり、化学的にもよく知られているものです。タンパク質側の大きな水和構造の変化を伴いますので、それは例えば比熱変化量(ΔCp)の大きさにもはっきり現れます。高度好熱菌など極限環境生物についての研究が盛んに行われています。これは、その生物の特性を理解するという研究はもとより、タンパク質の特性を生かした応用研究がいまなお盛んです。M以上)であることなど、タンパク質-DNA間相互作用において不利な条件になっています。タンパク質側は高温環境に対して、タンパク質内部の疎水性を高め、さらにタンパク質表面の残基間によるion-pair形成によって高い熱安定性を獲得しており、また高塩濃度環境に対しては、DNAとの結合界面にカチオン分子を取込むことで静電的遮蔽を緩和させていることが知られています。DNA側には温度に適応した塩基配列特異性、それに伴う機能特異性はないのでしょうか。近年、古細菌におけるその生育温度とゲノム配列において興味深い報告がなされています[3]。環境下ではYRまたはRY配列(Y:ピリミジン塩基、R:プリン塩基)が多く存在している一方で、高温環境になるに従いYYまたはRR配列が多くなります。この温度によって異なる配列傾向には、二本鎖DNAのコンホメ-ション変化に関連する柔軟性に違いがあることが明らかになりつつあります。従ってDNAにも環境温度に適応した配列(構造)特性があるのではないかと考えられます。そこで、われわれは、超好熱菌由来のTATA-box結合タンパク質をモデル分子として、二本鎖DNAへの配列特異性探索を行い、熱力学的な解析を基盤に温度に対応する塩基配列とその相互作用特性について解析してみました。得られた結果に基づいて、ゲノム配列に関連した生物学的な意義についても議論してみたいと思います。2013年4月バイオダイレクトメールは弊社WEB会員向けメールマガジンです。バイオダイレクトメールの配信をご希望の方は、下記リンク先からご登録をお願いいたします。疾患プロテオミクスラボラトリーお問合せフォーム※よくあるお問合せとご回答(FAQ)は「こちらで»」ご覧いただけます。※ファイルを添付してのお問合せは、お手数ですが「Tech-JP@ge.comまでメールにて」お問合せください。提供、新製品・新サービスの研究開発等並びに市場調査のために利用します。対する必要かつ適切な監督を行います。個人情報に関するお問い合わせは個人情報相談窓口(042-5855111:平日午前10時~午後5時)にて承ります。