単一のアミノ酸は,ホメオドメインタンパク質のDNA結合特異性を決定することができます

科学分野:

• 発達生物学 発達生物学とは
• 分子遺伝学 分子遺伝学
• タンパク質とDNAの相互作用

背景:

• ドロソフィラの発達遺伝子は,ホメオボックスでコードされたDNA結合ドメインを使用します.
• ホメオドメインは,プロカリオットヘリックス-ターン-ヘリックスモチーフとホモロジーを共有しています.
• ペアリング (Prd) タンパク質のDNA結合は,フシタラズ (Ftz) やビコイド (Bcd) と異なる.

研究 の 目的:

• ホメオドメインとDNAの相互作用を調査する.
• DNA結合特異性におけるヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフの役割を決定する.
• ホメオドメインタンパク質による配列認識のメカニズムを解明する.

主な方法:

• ペアード (Prd) ホメオドメインのヘリックス・ターン・ヘリックスモチーフのサイト誘導型変異.
• 変異したPrdタンパク質のDNA結合特異性の分析.
• Prd結合とフシタラズ (Ftz) とビコイド (Bcd) の結合を比較する.

主要な成果:

• 認識ヘリクスのC端にある単一のアミノ酸の変化は,PrdのDNA結合特異性を変化させた.
• この単一の突然変異は,FtzまたはBcd DNAの結合特異性をPrd.に与えました.
• Prdは2つのDNA結合活動を表しており,一つはホメオドメインに依存し,もう一つは認識ヘリックスから独立しています.

結論:

• ホメオドメインの特異性を決定するアミノ酸は,プロカリオットタンパク質-DNA接触残留物と異なる.
• 認識ヘリクスは,ホメオドメインのDNA配列特異性において重要な役割を果たします.
• ホメオドメインのタンパク質は,複数のDNA結合活動を持つことができる.