2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25870400
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山元 淳平 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (90571084)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | DNA修復 / 光反応 / 酵素反応機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境光が引き起こす生体反応の中でも、紫外線によって生じたDNA損傷を青色光依存的に修復できる(6-4)光回復酵素の詳細な分子メカニズムは依然明らかとなっていない。そこで、アフリカツメカエル由来(6-4)光回復酵素において、基質認識および修復反応に関与することが予想されるアミノ酸側鎖について、そのアラニン変異体を作成し、in vivoおよびin vitroにおける上記アミノ酸側鎖の寄与を調べた。
まず、基質認識に関与する重要なアミノ酸側鎖を発見した。このアミノ酸側鎖はクリプトクロム/光回復酵素ファミリーに広く保存されているものの、CPD光回復酵素のそれとは役割が異なっており、(6-4)光回復酵素特有の認識様式がこのアミノ酸側鎖によって成されている可能性が示唆された。
また、修復反応に必須であることが知られているアミノ酸側鎖の他、同様に反応に寄与するアミノ酸側鎖を発見した。非常に興味深いことに、従来より必須であることが知られているアミノ酸側鎖変異体のin vitro修復反応を詳細に解析したところ、電子移動後の挙動に大きな違いがあることがわかった。また、申請者が提唱する2光子DNA修復反応に鑑みて、励起光子束密度が非常に高い状態で上記変異体の修復反応効率を調べたところ、修復しないとされていたアミノ酸変異体でも修復反応が進行することを見出した。反応量子収率は500分の1程度まで低減したものの、この結果は修復反応分子メカニズムの全容解明に非常に重要なことを示唆していると考えている。
なお、上記基質認識の内容に関しては、現在論文作成中である。修復反応の内容については、野生型と変異型の両方の反応を網羅する反応機構を描く結果までは得られておらず、今後さらなる研究が必要となる。
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