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構造生物学：専用のAAA+ ATPアーゼによるトランスポザーゼ活性化の分子基盤
Nature 630, 8018 doi: 10.1038/s41586-024-07550-6
トランスポザーゼは、染色体再編成と薬剤耐性遺伝子および毒素の拡散を促進する。一部のトランスポザーゼは単独で作用するが、多くのトランスポザーゼは、部位選択性や触媒機能を調節する専用のAAA+ ATPアーゼサブユニットに依存しており、その作用機序はほとんど解明されていない。今回我々は、IS21をトランスポザーゼ系のモデルとして使って、調節因子であるATPアーゼがヌクレオチドにより制御される構築とDNAの変形を用いて、構造に基づいた部位選択、トランスポザーゼの誘引と活性化および組み込みを可能にする仕組みを明らかにする。溶液での研究とクライオ電子顕微鏡研究によって、IstB ATPアーゼが自己集合して、二量体の自己阻害性五量体を形成し、これが標的DNAをしっかりと半円形に湾曲させることが明らかになった。さらに、このような十量体2個が二量体を形成し、これが標的核酸を安定化して、よじれたS字形の立体配置をとらせる。そして、これがIstAトランスポザーゼを2個のIstBオリゴマーの接合面に引き寄せて、約1 MDaのトランスポゾソーム複合体が形成される。特異的な相互作用が調節因子ATPアーゼの活性を刺激し、触媒部位に位置するトランスポザーゼに大規模なコンホメーション変化を引き起こして、DNA鎖の転位を行わせる。これらの研究によって、調節因子であるAAA+ ATPアーゼ（Tn7、Mu、CRISPR関連因子といった古典的な転位系が用いている）が基質DNAと対応するトランスポザーゼをリモデリングして機能を促進する仕組みを説明する手掛かりが得られた。
