酸化傷害DNA修復系酵素群の立体構造解析および分子機能解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13480193
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 倉光 成紀 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60153368)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 増井 良治 大阪大学, 大学院・理学研究科, 講師 (40252580)
• Keywords: 酸化傷害DNA修復 / 8-オキソグアニン / 立体構造反応解析 / 触媒反応機構 / 基質特異性 / 分子機能解析 / 高度好熱菌 / Thermus thermophilus HB8

Research Abstract

好気性生物において酸素呼吸などにより発生する活性酸素は,ゲノムDNAやヌクレオチドを酸化し,突然変異や細胞死を引き起こす。特にグアニンの酸化物である8-オキソグアニン(GO)は生成量の多い酸化傷害の1つであり,突然変異の主要な原因となる。この傷害を修復する酵素の1つとして,原核生物ではDNA中のGOを取り除くDNAグリコシラーゼのMutM蛋白質が知られている。蛋白質が安定で立体構造解析や分子機能解析に適した、高度好熱菌Thermus thermophilus HB8のMutMについて、種々の合成DNAとの複合体の立体構造を解析し、反応過程中に存在する3種類の反応中間体の立体構造を明らかにした。これらの立体構造から、Glu2とGlu5が触媒基として活性に必須の役割を担っていることや、Arg99がDNAと相互作用することが予想された。そこで変異体Glu2→Ala、Glu5→Ala、Arg99→Alaの各変異型酵素を作製し活性測定を行ったところ、これらアミノ酸残基の役割が明らかになるとともに、これらの結果で示された基質DNAの構造変化や活性部位の残基の配置に基づいて、より詳細な反応機構を考察することが可能になった。

Research Products

• [Publications] Tadashi Nakai: "Coexpression, purification, crystallization and preliminary X-ray characterrzation of glycine decarboxylase (P-protein) of the glycine-cleavage system from Thermus thermophilus HB8"Acta Cryst.. D59. 554-557 (2003)
• [Publications] S.Kuramitsu: "STRUCTURES AND FUNCTIONS OF HYPOTHETICAL PROTEINS FROM THERMUS THERMOPHILUS HB8"Acta Cryst.. A58. C195 (2002)
• [Publications] N.Nakagawa: "STRUCTURAL AND FUNCTIONAL ANALYSES OF β-DOMEINS OF Uvr B AND TRCF"Acta Cryst.. A58. C293 (2002)
• [Publications] T.Wada: "STRUCTURE DETERMINA OF NOVEL PROTEIN OF UNKNOWN FUNCTION SYNTHESIZED USNG A CELL-FREE SYSTEM"Acta Cryst.. A58. C302 (2002)
• [Publications] 倉光成紀: "構造プロテオミクスは何をめざすのか?"蛋白質 核酸 酵素. 47・8. 865-881 (2002)
• [Publications] 倉光成紀: "バクテリア蛋白質の網羅的発現"蛋白質 核酸 酵素. 47・8. 1009-1013 (2002)