構造生物学研究室 有田グループの研究成果を掲載

• 複製因子PCNAとDNAメチル化酵素DNMT1の複合体の結晶構造を2.3 Å分解能で決定
• DNMT1のPIP motif (PCNA interacting peptide) は、分子内で水素結合を形成することにより、PCNAとの相互作用を安定化する
• DNA複製とDNA維持メチル化の生命現象の機能的-構造的なつながりの一端を解明

論文タイトル：Structure of PCNA in complex with DNMT1 PIP box reveals the basis for the molecular mechanism of the interaction 雑誌名：Biochemical and Biophysical Research Communications (2019), 516, pp.578-583

図1は、PCNAを水色、緑、黄色のcartoon model, DNMT1のPIP boxペプチドをピンク色のスティックモデルで示す。

複製因子PCNAは3量体のリング状の構造をとり、DNA複製時にはリングの中央に複製中のDNAが通る。PCNAの各プロトマーに1分子のDNMT1のPIP boxペプチドが結合する。PCNAに結合する配列であるPIP (PCNA interacting protein) boxの保存された配列はQxxhxxaa (x;任意のアミノ酸, h;疎水性のアミノ酸, aa;芳香族アミノ酸)である。DNMT1のPIP boxの配列はQTTITSHFである。

図２は、PCNAを水色の表面図、 DNMT1のPIP boxペプチドをピンク色のスティック図で示した。黒点線は水素結合を示す。

1. 　DNMT1の保存されたグルタミン残基 (Gln164) の側鎖は、PCNAのQ-ポケット (黄色の点線) で認識される。DNMT1の保存された疎水性のイソロイシン167 (Ile167) とフェニルアラニン171 (Phe171) はPCNAの疎水性ポケット (オレンジ色の点線) で認識される。


2. 　DNMT1のスレオニン165 (Thr165) とヒスチジン170 (His170) のアミノ酸の側鎖同士の水素結合が観測された。この水素結合はPCNAと相互作用する他のタンパク質では見られない。この新規の相互作用は、DNMT1 PIP boxペプチドの構造の安定化に寄与すると考えられる。

 

横浜市立大学大学院　生命医科学研究科　構造生物学研究室 有田恭平
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