2002 Fiscal Year Annual Research Report
ヌクレオチド酸化損傷の自然突然変異への寄与と浄化機構
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13680616
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
布柴 達男 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教授 (10270802)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中別府 雄作 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (30180350)
山本 和生 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (20093536)
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| Keywords | Saccharomyces cerevisiae / 8-oxodGTP / 2-OH-dATP / MutT functional homolog / pyrophosphatase / 活性酸素 / 自然突然変異 |
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| Research Abstract |
1.大腸菌のMutT,マウスやヒトのMTH1は,変異原性酸化ヌクレオチド8-oxodGTPや2-OH-dATPを1リン酸体に加水分解することで浄化している。我々は,出芽酵母のこの機能を担う遺伝子の分離を,1)大腸菌mutT欠損株のmutator phenotypeの抑制を指標にライブラリーから単離する,2)MutTやMTH1で保存されるMutT-boxのアミノ酸配列をもとに,データベースから検索する,2つの方法により試み,前者からは脱ユビキチン化酵素ファミリーに属するUBP11を,後者からは機能の不明なSC151cを候補として得た。両者はいずれも大腸菌mutT欠損株におけるAT→CG mutator phenotypeを抑制し,遺伝子破壊酵母株はいずれもmutator phenotypeを示した。さらに,精製したSC151cの遺伝子産物には両酸化ヌクレオチドに対する加水分解活性がある一方で酸化されていないdGTPやdATPに対する活性がないことが確認された。以上から,両候補が酵母での酸化ヌクレオチドの浄化に重要であることを示した。
2.大腸菌のSODと鉄の過剰取り込みの二重変異株では,・OHが増産され,DNA中に8-oxoGや2-OH-Aが増加し,AT→CGとGC→TA変異が上昇する。その変異株での突然変異を詳しく解析し,AT→CGのホットスポットがMutT欠損株でのそれと一致すること,GC→TAのホットスポットがMutM MutY二重欠損株のそれとは全くことなり,代わりに2-OH-dATP誘発突然変異のそれと類似すること,さらに,その二重変異株に2-OH-dATP分解可能なhMTH1を発現させるとGC→TA変異が有意に減少することを見いだした。以上から,確かに酸化ストレスにより大腸菌細胞内で2-OH-dATPが生じ,突然変異に寄与していることを示した。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Yamamura, E.: "Characterization of spontaneous mutation in the ΔsoxR and SoxS overproducing strains of Escherichia coli"Journal of Radiation Research. 43. 195-203 (2002)
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[Publications] Nunoshiba, T.: "Mutagenic target for hydroxyl radicals generated in Escherichia coli mutant deficient in Mn-and Fe-superoxide dismutases and Fur, a repressor for iron-uptake systems"DNA Repair. 1. 411-418 (2002)
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[Publications] Sakai, Y.: "A molecular basis for the selective recognition of 2-hydroxy-dATP and 8-oxo-dGTP by human MTH1"Journal of Biological Chemistry. 277. 8579-8587 (2002)
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[Publications] Takahashi, M.: "Role of tryptophan residues in the recognition of mutagenic oxidized nucleotides by human antimutator MTH1 protein"Journal of Molecular Biology. 319. 129-139 (2002)
