DNA修復酵素と光シグナル受容体

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480140
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 藤堂 剛 京都大学, 放射線生物研究センター, 教授 (90163948)
• Keywords: 紫外線損傷 / 概日リズム / 青色光 / DNA修復

Research Abstract

光回復酵素・青色光受容体(CRYタンパク)ファミリーのin vitro,in vivoでの機能解析を目指している。光回復酵素については、Xenopusよりクローンした遺伝子に点突然変異を導入し、それらのrecombinantタンパクの活性をチェックする事により、酵素活性に変化があらわれる変異体を同定した。損傷特異的なDNA結合活性は残っているものの、DNA修復能を失っている、2種類の変異体を得た。これらの変異体はヒスチジン残基に変異を導入したものである。酵素活性のユニークなpH依存性、及びD20により活性が低下するというアイソトープ効果の解析は、この2つのヒスチジンが酸塩基として働き、損傷DNAを生成中間体にまで変化している事を示唆している。また、酵素の作用メカニズムを明らかにする有力な方法として、基質と結合した状態での結晶構造の決定を目指している。しかしながら、良好な状態の結晶はまだ得られていない。
CRYタンパクについては、マウス、ゼブラフィッシュ、ショウジョウバエを用い、その機能解析を行っている。最初の予想通りショウジョウバエのCRYタンパクは概日リズムの光受容ステップに作用していた。しかし、マウスにおいては、mCry1,mCry2各々の遺伝子をダブルノックアウトマウスしたところ、恒暗条件では、全くリズムを失った。この事は、この遺伝子が概日リズムの時計本体として機能していることを示している。しかしながら、光受容能を持っていないのか同化は未定である。今後、更にin vivo,in vitroでの機能解析を行うために、ゼブラフィッシュ、シアノバクテリアからCRY遺伝子を単離した。このタンパクファミリーの全体像が明らかにされることが期待される。

Research Products

• [Publications] E.Otoshi et al.: "Respective roles of cyclobutane pyrimidine dimers,(6-4) photoproducts and minor photoproducts in UV mutagenesis of repair deficient xeroderma pigmentosum A cells"Cancer Res.. 60. 1729-1735 (2000)
• [Publications] K.Hitomi et al.: "Bacterial cryptochrome and photolyase : characterization of two photolyase-like genes of Synechocystis sp.PCC6803."Nucleic Acids Res.. 28. 2353-2362 (2000)
• [Publications] Y.Kobayashi et al.: "Molecular analysis of zebrafish photolyase/cryptochrome family : Two types of cryptochromes present in zebrafish"Genes to Cells. 5. 725-738 (2000)
• [Publications] K.Hitomi et al.: "Role of two histidines in the (6-4) photolyase reaction."J.Biol.Chem.. (in press).
• [Publications] T.Ishikawa et al.: "Mutagenic and non-mutagenic bypass of DNA lesions by Drosophila DNA polymerases dpoln and dpol"J.Biol.Chem.. (in press).
• [Publications] 藤堂剛: "遺伝子医学"概日時計の遺伝子. 173-177 (2000)
• [Publications] 藤堂剛: "生物の光損傷とその防御機構"DNA損傷修復の化学プロセスと機能. 154-165 (2000)