2004 Fiscal Year Annual Research Report
抗腫瘍剤で誘発されるDNAトポイソメラーゼの選択的分解の機構と意義
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16790820
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
佐野 訓明 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (00294405)
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| Keywords | DNAトポイソメラーゼIIβ / 抗腫瘍剤 / ユビキチン・プロテアソーム / SUMO化 / エトポシド |
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| Research Abstract |
脊椎動物のDNAトポイソメラーゼII(トポII)には,αとβの2種類のアイソザイムが存在している.トポIIαは分裂期の染色体分離に必須であることが分かっており,そのためエトポシドなどの抗腫瘍剤の標的分子となっている.トポIIβは細胞の分化に伴った遺伝子の発現に関与している.我々は複数の細胞で,トポIIの特異的阻害剤ICRF-193処理によってトポIIβが急速に分解されることを見いだした.トポIIがICRF-193で阻害されるとDNAの周囲にリング状にクランプされるため,転写や複製などの障害になることが予想される.この様なクロマチンストレスに対する応答反応として,クランプされたトポIIβの分解機構があると考えている.これまでに,この分解がユビキチン・プロテアソーム系によること,分解に先立ってトポIIβがユビキチン様タンパク質,SUMO-1/2/3やユビキチンによって修飾されることを明らかにしてきた.また,E2酵素であるUbc9をノックアウトしSUMOによる修飾を起きなくした場合,トポIIβの分解が抑制された.SUMO化の部位としてテトラペプチド共通配列(ψKXE)が知られており,トポIIβには2ヶ所にヒトからニワトリまで保存されたSUMO化部位が予測された.そこで,これらと更に類似の配列の計4つの部位のリジン残基をアルギニンに置換(K→R)し,SUMO化の起こらない変異型トポIIβを構築し解析を行った.その結果,C末部分に近いSUMO化部位にKR変異をいれた場合,SUMO化が阻害され,さらに分解の誘導も抑制された.他の部分のKR変異ではこのような現象は認められなかった.これらのことから,この部位のSUMO化がトポIIβ分解に必須であることが明かとなった.
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