大腸菌などの原核生物は，外界の環境の変化を感知する環境センサータンパク質と，それ
からの情報を（リン酸化の形で）受けて最終的なエフェクター分子に伝える応答レギュ
レータータンパク質の2成分からなるシグナル伝達システムを備えている．レギュレータ
ータンパク質の多くは，DNAの発現調節にかかわる転写因子である．対処すべき情報に
応じて，転写因子が結合すべきDNA上の箇所は異なっており，もちろん，発現して
くるエフェクタータンパク質は全く異なっている．しかし，対処すべき情報の違いにもか
かわらず，レギュレータータンパク質は，全体として相同な構造を持っている．すなわち，
情報を検知するセンサー部と，最後に発現してくるエフェクタータンパク質は異なるけれ
ども中間の部分については共通なシステムである．大腸菌ゲノムを調べると，実に15
種類ものレギュレータータンパク質が類似した構造をとっていることがわかる．これらの
タンパク質は，それぞれが異なる環境情報に対処するように応答レギュレーター分子とし
て設計されている．その中の一つ，浸透圧制御にかかわるOmpRタンパク質は，最も早くか
ら2成分系の研究に使われてきた．その名をとって，これらのレギュレータータンパク質フ
ァミリーをOmpRファミリーと呼ぶ．OmpRは239残基からなる タンパク質で，N末側の半分に
リン酸化ドメインをC末側の半分にDNA結合ドメインをもっている．これまでに、私達は，
OmpRのDNA結合ドメインの立体構造解析を行なった．この解析により，OmpRファミリー
タンパク質は，共通の疎水性コアをもち，類似した立体構造とDNA結合様式をもちながら，
helix-turn-helixモチーフが変化した柔軟性のあるループ部分でRNAポリメラーゼに対
して多様な結合をしていると考えられるようになった．この多様性は，RNAポリメラー
ゼとプロモーター相互作用の多様性と密接に関係していると推定される．
References