2001 Fiscal Year Annual Research Report
放射線および活性酸素が誘発する塩基損傷の修復酵素の同定と機能解析
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13780432
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Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
張 秋梅 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00260604)
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| Keywords | 放射線 / 活性酸素 / 塩基損傷 / 塩基除去修復 / DNAグリコシラーゼ / 突然変異 / 8-オキソグアニン / 5-フォルミルウラシル |
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| Research Abstract |
本研究では、アデニンの2位の炭素へのOHラジカルの付加反応によって生じる2-ヒドロキシアデニン(2-ohA)の修復酵素を大腸菌から同定することに成功した。2-ohAをプラスミドに導入し、大腸菌で複製させると2-ohAの部位で突然変異が起こり、しかも、その頻度はmutY変異株で増大する。そこで、大腸菌野生株からMutYタンパク質を精製して、その性質を詳しく解析した。まず、野生株の抽出液とは異なって、mutY変異株の抽出液の中には2-ohAを含むオリゴマーに特異的に結合するタンパク質は検出できなかった。野生株の抽出液と2-ohAを含む二重鎖オリゴヌクレオチドをNaBH_4存在下で反応させたところ、複合体の形成は観察されなかった。これらの結果は、DNAリアーゼを伴っていないMutYタンパク質がDNA中の2-ohAを認識して結合したと考えると矛盾ない。次に、MutYタンパク質を精製した。精製タンパク質は2-ohAを含むオリゴヌクレオチドと特異的に結合することが分かった。さらに、MutYタンパク質は2-ohAの部位で二重鎖のオリゴヌクレオチドを切断することを明らかにした。大腸菌のMutYタンパク質は8-オキソグアニン/アデニンおよびアデニン/グアニンのミス塩基対からアデニンを除去するアデニン-DNAグリコシラーゼであるが、2-ohAに対するDNAグリコシラーゼの活性は8-オキソグアニン/アデニンの場合に比べて約40%であった。本研究では、さらに、大腸菌における5-フォルミルウラシルDNAグリコシラーゼの同定も合わせて行った。その結果、大腸菌では、3種類の異なるタンパク質、MutM、NthおよびNeiタンパク質のいずれも、5-foUの部位で二重鎖のオリゴヌクレオチドを切断することを明らかにした。次に、5-foUを含むプラスミドpSVK3を大腸菌のmutMnth neialkA変異株の中で複製させたところ、その突然変異頻度は野生株、alkA株の場合に比べて有意に増大した。これらの結果は、MutM、Nth、Neiタンパク質は、大腸菌における5-フォルミルウラシル修復酵素であることを示している。
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[Publications] Miyabe, I., Q.-M.Zhang, K.Kino, H.Sugiyama, S.Yonei: "Mutagenic effects of 5-formyluracil on a plasmid vector during replication in Escherichia coli"International Journal of Radiation Biology. 77(1). 53-58 (2001)
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[Publications] Zhang, Q.-M.: "Role of the Escherichia coli and human DNA glycosylases that remove 5-formyluracil from DNA in the prevention of mutations"Journal of Radiation Research. 42(1). 11-19 (2001)
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[Publications] Mutsumoto, Y., Q.-M.Zhang, M.Takao, A.Yasui, S.Yonei: "Escherichia coli Nth and human hNTH1 DNA glycosylases are involved in removal of 8-oxoguanine from 8-oxoguanine/ guanine mispairs in DNA"Nucleic Acids Research. 29(9). 1975-1981 (2001)
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[Publications] 米井脩治, 張 秋梅: "低線量放射線の健康影響:低線量の影響と細胞応答"日本放射線技術学会誌. (印刷中). (2002)
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[Publications] Hashiguchi, K., Q.-M.Zhang, H.Sugiyama, S.Ikeda, S.Yonei: "Characterization of 2-hydroxyadenine DNA glycosylase activity of Escherichia coli MutY protein"International Journal of Radiation Biology. (印刷中). (2002)
