The complete nucleotide, sequences of cDNAs coding for bovine and feline preprogastrin have been determined. The gastrin mRNA of each animal encodes a preprogastrin of 104 amino acids consisting of a signal peptide, a prosegment of 37 amino acids, and a gastrin 34 sequence, followed by a glycine (the amide donor). The cleavage following a pair of lysine residues yields gastrin 17. We found that pairs of arginine residues flanking gastrin 34, the typical processing the site sequence of all other preprogastrins and many peptide hormones, were arginines in the bovine preprogastin, but the first basic amino acid pair had changed to Arg-Trp (57-58 residues) instead of Arg-Arg in the feline preprogastrin. Comparison of these amino acid and nucleic acid sequences with published mammalian sequences showed extensive homology in th coding (63 to 73%) and in the untranslated regions (67 to 89%).
We have isolated genomic clones that encode the monkey and sheep gastrin, and characterized their restriction maps. The nucleotide sequence of the 3' flanking regions of the two genes as well as mouse gastrin gene were analyzed. The terminator-like sequence of monkey gastrin gene for RNA polymerase II, when compared to the previously known human terminator $U_5AU_4AU_4AU_5$, was identical except that the last nucleotide was changed from U to A.
To identify the termination element in mouse and sheep gastrin genes, we employed a in vivo transiently expressing system. The potential Z-DAN forming element, GT-repeat sequence at the 3' flanking region of mouse gastrin gene, acted as a transcription terminator. When the element was deleted from its site, the effect of termination disappeared perfectly. When the element was artificially inserted into the 3' flanking region of sheep gastrin gene which had not shown any transcription termination, the effect of termination newly appeared. The GT-repeat element responsible for transcription termination functioned with orientation-dependent fashion. Considering all the results described in this study, it could be concluded that the mechanism of transcription termination by RAN polymerase II differs from species to species even for the same eukaryotic gene.
소와 고양이의 가스트린 유전자에 대한 cDNA의 염기 서열을 밝혔다. 각 동물의 가스트린 mRNA 는 분비 신호 서열 (signal sequence), 37 개의 아미노산으로 구성된 prosegment, 가스트린 34, 그리고 글라이신이 뒤에 나타나는 등 모두 104개의 아미노산으로 이루어져 있었다. 한 쌍의 라이신 잔기 다음에 절단이 되면 가스트린 17 이 만들어진다. 가스트린 34 를 끼고 있는 두 쌍의 아지닌 잔기는 가스트린을 포함한 많은 펩타이드 홀몬들의 전형적인 절단 부위인데, 소의 경우는 동일한 형태로 나타났지만 고양이는 첫 번째 쌍의 두 번째 아미노산 잔기가 아지닌에서 트립토판으로 바뀌어져 있었다. 아미노산과 염기 서열들을 이미 보고된 다른 동물과 비교했을 때 번역 부위와 (63-73%) 비번역 부위에서 (67-89%) 모두 높은 상동성을 보였다.
다음에는 원숭이와 면양의 가스트린 유전자 DNA 를 분리하여 제한 효소 위치를 밝혔다. 위의 두 동물을 포함하여 생쥐 가스트린 유전자의 3' 쪽의 염기서열을 분석했다. 원숭이 가스트린 유전자의 RNA polymerase II 에 대한 전사 종결체로 여겨지는 부위는, 이미 알려진 사람의 $U_5AU_4AU_4AU_5$ 전사 종결체와 비교했을 때, 마지막 U 가 A 로 바뀌었을 뿐 동일했다.
생쥐와 면양의 가스트린 유전자에 대한 전사 종결체를 찾아 내기 위해 동물세포에서의 발현 실험을 수행했다. 생쥐 유전자의 3' 쪽에 위치하면 Z-DNA 를 형성할 수 있는 'GT-반복 구조'는 전사 종결체로서 작용했다. 면양의 3' 쪽에 위치한 'A-반복 구조'는 전사 종결체로서 작용하지 않았다. GT-반복 구조를 원래의 위치에서 제거하였을 때 종결 효과는 완벽하게 사라졌다. 이 부분을 전사 종결 효과를 보이지 않았던 면양 유전자의 3' 쪽에 인위적으로 놓았을 때에 전사 종결 효과가 새로이 나타났다. 이렇듯 전사 종결 효과를 보인 GT-반복 구조가 방향이 뒤집혀졌을 때는 종결 효과를 나타내지 않았다. 본 연구 결과는 RNA polymerase II 에 대한 전사 종결 기작이 동일한 진핵 세포 유전자일지라도 종에 따라서 다를 수 있음을 보여 준다.
