3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼのX線構造解析

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06235210
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山縣 ゆり子 大阪大学, 薬学部, 助手 (40183678)
• Keywords: DNA修復酵素 / 3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼ / 酵素反応機構

Research Abstract

大腸菌の3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼIIは、強力な突然変異、致死作用を有するアルキル化剤によるDNA損傷のうち、主にN-アルキルプリン塩基を除去するDNA修復酵素である。本研究では、X線結晶構造解析法で3次元構造を決定し、本酵素のアルキル化DNA塩基の認識機構を原子レベルで解明するとともに、ラウエ法で酵素反応機構を解明するための基礎的データをえることを目的とし、本年度は以下の研究成果を得た。
本年度は、まず、昨年度作成した2.8A分解能の電子密度図(4種の重原子誘導体を用いた多重同型置換法に基づく)をもとに本蛋白質の3次元立体構造モデルを構築した。引き続き、2.3A分解能データを用いてプログラムX-PLORで構造の精密化を行ない、R値20.6%を得た。本グリコシラーゼは、α+β型のドメイン1、allα型のドメイン2と3の3つのドメインから構成されている。枯草菌や酵母の3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼのアミノ酸配列と相同性の高い領域すべてが、酸化ピリミジンのグリコシラーゼのアミノ酸配列と相同性の高い領域すべてが、酸化ピリミジンのグリコシラーゼでもある大腸菌のエンドヌクレアーゼIIIと同一構造型であるドメイン2と3の間の溝に面していることから、この溝が活性に重要な部位と推定された。現在、この付近で3者間で保存されている残基の変異遺伝子を作成、アルキル化剤に対する感受性の変化を調べているが、ドメイン2と3の溝深くにあるAsp238が活性残基であることが示唆されている。ドメイン1は、TATAボックス結合蛋白質の対称的な2つのドメインと同一構造なので、DNAとの結合にかかわっている可能性が考えられる。

Research Products

• [Publications] Y.Yamagata: "Conformation of 3-Substituted Purine Nucleoside Studied by X-Ray Crystallography and Theoretical Calculations" Nucleosides and Nucleotides. 13. 1327-1335 (1994)
• [Publications] I.Teranishi: "Demethylation of O -Methylguanine-DNA Methyltransferase:Synthesis and Characterization of O,9-Dimethylguanine Coordinated with cis-Platin at the N7-Position" Chem.Pharm.Bull.42. 903-906 (1994)
• [Publications] S.Fujii: "Novel Molecular Conformation of (R,S)-Hesperetin in Anhydrous Crystal" Chem.Pharm.Bull.42. 1143-1145 (1994)
• [Publications] S.Asano: "Reaction of 9-Substituted 1-Aminoadenienes with Nucleophiles and Syntheses of 3-Substituted 3H-Imidazo[4,5-e][1,2,4]triazolo[1,5-c][1,2,3]triazines" Nucleosides and Nucleotides. 13. 1453-1465 (1994)
• [Publications] K.Ishiguro: "A 2-Pyrone Derivative from Hypericum japonium" Phytochem.37. 283-284 (1994)
• [Publications] Y.Yamagata: "Model for a Recognition of 3-Methyadenine by 3-Methyladenine DNA Glycosylase" Chem,Pharm.Bull.42. 2385-2387 (1994)