Free energy profile of nucleosomal DNA sliding

ヌクレオソームDNAがスライドする時の自由エネルギープロファイル

金枝 直子; 石田 恒; 河野 秀俊

Kanaeda, Naoko; Ishida, Hisashi; Kono, Hidetoshi

ヌクレオソームは、ヒストンタンパク質とそれに巻きつくDNAから構成されており、真核生物のクロマチンの基本的な繰り返し構造である。DNAがヒストンに巻きついている構造のため、転写や遺伝子制御にかかわる結合タンパク質はDNAへの結合を阻害される。しかしタンパク質リモデラーは、DNAをゆるませて回転させる等DNAのポジショニングを変えることで、その阻害を取り除くと考えられている。このメカニズムを明らかにするため、DNAのポジショニングを変えた時の自由エネルギープロファイル計算を行っている。リモデラーの原子座標は、未だ決定されていないので、仮想的にリモデラーの役割を取り込む。その第一弾としてヌクレオソームDNAを仮想的にゆるませた状態を作り、ヒストンタンパク質を約10塩基対分だけ回転させて自由エネルギープロファイルを描く。結果、タンパク質リモデラーは、ヌクレオソームDNAのリン酸基とヒストンが強く相互作用している状態ではエネルギーを使わず回転できるが、強く相互作用する状態から回転しようとするときにエネルギーを消費するのだとわかった。またリモデラーは、もしDNAの直径が1.25倍程度ゆるんだ状態ならば、ATPを約10個使って10塩基対分回転する。このエネルギー消費量は、実験的に検証可能な量であり、実験とのつながりに期待がもてる。

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