RECAタンパク質は、そのATPase活性において基質に対して非常に高い協同性を持っています

Escherichia coli Recaタンパク質の一本鎖DNA依存性ATPase活性、特にATPの協同性が調査されました。ATPaseアクティビティを詳細に測定するために、ATPaseアッセイの方法と反応条件を再検討しました。RECAタンパク質が常にATP加水分解の最大速度を示した条件下では、そのポリ（DT）依存性ATPase活性を測定しました。25度Cで、RECAタンパク質の濃度を0.3から1.0 microMに増加させると、ATPの回転数（KCAT）は0.16から0.19 S-1、丘係数（NH）を9.3から11.6に増加させました。0.5ミクロムRECAタンパク質で、温度を25度から37度に増加させると、KCATは0.18から0.35 S-1に増加しましたが、NHは9.8から6.6に減少しました。興味深いことに、この研究で測定されたRECAタンパク質のATPase活性は、これまで報告されているものよりもはるかに高いATPに対してより高い協同性を示しました。さらに、ここで得られたATPのNH値11.6は、これまでに報告されているATPaseの中で最も高かった。これらの結果は、核タンパク質ヘリカルフィラメント内のATP分子のRECA分子への結合が、他の多くの隣接するRECA分子の構造変化を引き起こすことを示唆しています。これは、ATP結合が核タンパク質ヘリカルフィラメント全体の構造変化を誘導することを意味します。最後に、協同性の分析は、多くのサブユニットで構成されるタンパク質が全体としてどのように機能するかを明らかにするのに役立つことを実証しました。

The single-stranded DNA-dependent ATPase activity of Escherichia coli RecA protein, especially its cooperativity for ATP, was investigated. To measure the ATPase activity in detail, the methods and reaction conditions for the ATPase assay were reexamined. Under conditions where RecA protein always showed a maximal rate of ATP hydrolysis, its poly(dT)-dependent ATPase activity was measured. At 25 degrees C, increasing the concentration of RecA protein from 0.3 to 1.0 microM increased the turnover number (kcat) from 0.16 to 0.19 s-1 and the Hill coefficient (nH) for ATP from 9.3 to 11.6. At 0.5 microM RecA protein, increasing the temperature from 25 to 37 degrees C increased kcat from 0.18 to 0.35 s-1 but decreased nH from 9.8 to 6.6. Interestingly, the ATPase activity of RecA protein measured in this study showed much higher cooperativity for ATP than those reported to date. Furthermore, the nH value of 11.6 for ATP obtained here was the highest of any ATPase reported so far. These results suggest that the binding of an ATP molecule to a RecA molecule within a nucleoprotein helical filament causes structural change of many other neighboring RecA molecules. This implies that ATP binding induces structural change of the whole nucleoprotein helical filament. Finally, we demonstrated that analysis of cooperativity is useful for revealing how a protein composed of many subunits functions as a whole.