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

2003 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 / MutM / 触媒反応機構 / 基質認識機構 / フリップアウト / 高度好熱菌 / Thermus thermophilus HB8

Research Abstract

MutMタンパク質は3価性DNA塩基除去修復酵素で、広域の酸化傷害塩基を取り除き(N-グリコシラーゼ活性)、生じた脱塩基部位(APサイト)の3'-5'-ホスホジエステル結合を切断する(APリアーゼ活性)ことが知られている。MutMタンパク質が結合する酸化傷害塩基には、シトシン(C)と対を作った8-オキソグアニン(GO)や、ホルムアミドピリミジン(FapyGやFapyA)、5-ヒドロキシシトシン(50HC)、そして、APサイトなどがある。高度好熱細菌thermus thermophilus HB8のMutMタンパク質について種々の変異型酵素を調製し、それらと種々の傷害DNAとの立体構造を行ったところ、基質が存在しない状態のMutMタンパク質の立体構造の他に、傷害が無いDNAとMutMタンパク質との複合体や、傷害塩基部分がフリップアウトしたDNAとMutMタンパク質との複合体、そして、傷害塩基が除去されたDNAとMutMタンパク質との複合体の立体構造が明らかになった。それらの結果を基にし、MutMタンパク質の傷害塩基除去過程に関与するアミノ酸残基の役割を明らかにするために、触媒基と推定されるアミノ酸残基や傷害DNA認識に関与すると推定されるアミノ酸残基を置換した変異型酵素を作製して、蛍光ラベルした基質との反応過程を解析して分子機能解析を行い、MutMタンパク質の基質認識機構や、律速段階における触媒基について調べた。

Research Products

• [Publications] Hoseki, J.: "Increased Rigidity of Domain Structures Enhances the Stability of a Mutant Enzyme Created by Directed Evolution"Biochemistry. 42. 14469-14475 (2003)
• [Publications] Iwai, T.: "The Nudix Hydrolase Ndx1 from Thermus thermophilus HB8 Is a Diadenosine Hexaphosphate Hydrolase with a Novel Activity"J.Biol.Chem.. in press. (2004)
• [Publications] 倉光成紀: "ここまでできるPCR 最新活用マニュアル"羊土社. 8 (2003)
• [Publications] Masui, R.: "Zinc Finger Proteins : from Atomic Contact to Cellular Function (edited by Iuchi, S. and Kuldell.N.)"Landes Bioscience(印刷中). (2004)