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放射線抵抗性細菌デイノコッカス由来の新規なDNA修復促進蛋白質PprAのDNAとの相互作用解析

Analyses on interactions of DNA with the novel DNA repairing protein of PprA derived from Deinococcus radiodurans

安達 基泰; 玉田 太郎; 佐藤 勝也; 由良 敬; 鳴海 一成; 黒木 良太

Adachi, Motoyasu; Tamada, Taro; Sato, Katsuya; Yura, Kei; Narumi, Issei; Kuroki, Ryota

放射線抵抗性細菌デイノコッカスは、ヒト細胞の約1000倍もの放射線抵抗性を示す。PprAはデイノコッカスより単離された新規なDNA修復促進蛋白質であり、高度放射線抵抗性において最も重要な役割を担っていることが報告されている。本研究は、PprAの構造と機能の関係を解明することを目的としている。大腸菌発現系を用いて調製した組換えPprAを精製し、DNAとの相互作用をアガロースゲルシフトアッセイとゲル濾過により検討した。その結果、PprAは1分子のDNA(pUC19, 2686bp)に少なくとも約280分子の結合が可能であること,PprAとDNAの複合体形成が、低濃度のMg, CaあるいはSrイオンにより促進されること,PprAの多量体構造の形成及びPprAとDNAとの複合体の形成の両方に塩濃度依存性(0-0.4M,酢酸ナトリウム)があることが示された。また、直鎖状の2本鎖DNAとPprAが複合体を形成する場合、PprAの濃度上昇に伴って複合体どうしが会合し、大きな分子量をもつ会合体を形成することが示された。この結果は、放射線によって切断されたゲノムDNAの2つの末端どうしをPprAが近づける役割をもつことを示唆し、PprAの機能発現において重要な知見であると考えられる。

Deinococcus radiodurans exhibits 1000 times higher radiation resistance than human cells. PprA is cloned from the bacteria and the novel DNA repair protein that plays an important role in the resistance. This study is aimed to reveal the structure function relationship of PprA. The recombinant PprA protein was purified from E. coli. The interactions of PprA with DNA were analyzed by gel shift assay and gel filtration. The results showed that (1) at least 280 molecules of PprA can bound to a DNA molecule of pUC19 composed of 2686bp (2) the formation the complex of PprA and DNA depends on Mg, Ca and Sr ions at low concentration (3) the formation the complex of PprA and DNA depends on the concentration of the salt at the range of 0 to 0.4M sodium acetate. In addition, the result indicated that the complexes of PprA and DNA can form larger complex depending on the concentration of PprA molecule, when using linear double stranded DNA. This suggests that PprA may locate two terminals of a DNA molecule damaged by radiation at near distance for DNA repairing.

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