| Project/Area Number |
18031029
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
山縣 ゆり子 Kumamoto University, 大学院・医学薬学研究部, 教授 (40183678)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森岡 弘志 熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 教授 (20230097)
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| Project Period (FY) |
2006 – 2007
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2007)
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| Budget Amount *help |
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥11,700,000)
Fiscal Year 2007: ¥6,100,000 (Direct Cost: ¥6,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥5,600,000 (Direct Cost: ¥5,600,000)
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| Keywords | 動的蛋白質結晶学 / 酵素反応機構 / DNA修復酵素 |
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| Research Abstract |
生体内の酵素反応の中で加水分解反応は非常に多く、古くからその反応機構の解明が行われているが、今もって正確に理解されているものはほとんどない。本研究では、動的蛋白質結晶学の手法を用いて、Mg^<2+>(Mn^<2+>)存在下8-oxo-dGTPを8-oxo-dGMPに分解することによって通常の生命活動で細胞内に生じる活性酸素の酸化でもっとも重大なDNA損傷の一つ8-オキングアニンのDNAへの取り込みを防御している大腸菌MutT(分子量15000:8-oxo-dGTPase)の結晶中での加水分解反応の各段階を可視化することを目的とした。
昨年までの低温トラップ法と2波長X線データ収集を組み合わせることに初めて明らかになった結晶内での初期反応過程が溶液中でも見られるか、EPR実験によって調べたところ、溶液中においても結晶内と同様のMn^<2+>クラスターの存在が示唆され、結晶内と同様の反応が溶液中でも起こっていると思われる。
次に結晶内での反応の同期性を高めるために、フローセル法を用いた動的蛋白質結晶学により、触媒反応の中期、後期機構の可視化を目指した。放射光実験施設で数10秒の照射で1セットのデータを連続的に収集し、反応を追跡したが、現在のところ、触媒反応の中期、後期過程を示すデータを見出せていない。
MutTのヒト関連酵素について、hMTH1-基質複合体のX線結晶構造解析に続き、NUDT5-基質(アナログ)複合体のX線結晶構造解析を行った。さらに両酵素とその変異酵素の速度論的実験を行い、明らかになった結晶構造と比較することによって、3種の8-oxo-dGT(D)Paseの加水分解反応機構の類似性や相違性が明らかになった。
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