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核酸誘導体を識別する抗体の認識機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 08101001
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
審査区分 化学系
研究機関北海道大学

研究代表者

大塚 栄子  北海道大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (80028836)

研究分担者 嶋田 一夫  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (70196476)
佐藤 能雅  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (30150014)
二階堂 修  金沢大学, 薬学部, 教授 (60019669)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
292,000千円 (直接経費: 292,000千円)
1998年度: 58,000千円 (直接経費: 58,000千円)
1997年度: 110,000千円 (直接経費: 110,000千円)
1996年度: 124,000千円 (直接経費: 124,000千円)
キーワード紫外線損傷DNA / 分子認識 / 1本鎖抗体 / X線結晶構造解析 / NMR / 光損傷DNA / 抗光損傷DNA抗体 / 合成DNA / X線結晶学
研究概要

遺伝子の本体である核酸に紫外線や環境中の有害物質が作用すると核酸の塩基部が修飾を受けた誘導体が生じる.本研究の目的は,紫外線により生じるシクロブタン型チミンダイマーおよび(6-4)光産物と抗光損傷DNAモノクローナル抗体との特異的認識を原子レベルで解析し,得られた知見を基にして,紫外線損傷DNAを修復する機能を有する触媒抗体を設計するための基礎的データを得ることである.これまで得られた研究成果について以下に述べる.
一連の紫外線損傷DNA特異的抗体の抗原となるシクロブタン型チミンダイマー,(6-4)光産物およびDewar isomerを含むDNA断片の大量合成を行った.次に,これらと特異抗体の抗原結合領域(Fab)との結合活性を調べた.また,可変領域(Fv)遺伝子をクローニングし,一本鎖抗体(scFv)遺伝子を構築した.scFv蛋白質の大量発現を行い,得られたscFvと核酸誘導体との結合反応速度定数を求めた.さらに,CDRの位置特異的変異およびランダム変異により,核酸誘導体との結合部位を解析した.一方で,原子レベルでの解析のため,Fabの大量調製を行い,損傷DNA断片との結晶化を行った.特に,(6-4)光産物認識抗体のFab単体およびFabと(6-4)光産物との複合体の三次元構造をX線構造解析により明らかにした.また,NMRにより抗(6-4)光産物抗体と抗シクロブタン型チミンダイマー抗体の安定同位体標識したFabと抗原DNA誘導体との結合の動的解析を行った.構造から得られた知見を基に抗原結合部位にランダム変異を導入したscFvを構築し,生物活性を見出した.

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] Morioka, H.: "Antibodies specific for(6-4)DNA photoproducts : Cloning, antibody modeling and construction of a single-chain Fv derivative." Biochim. Biophys. Acta. 1385. 17-32 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kai, M.: "A new drosophila ultraviolet light-damaged DNA recognition endonuclease that selectively nicks a(6-4)photoproduct site." Biochim. Biophys. Acta. 1397. 180-188 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Torizawa, T.: "^<31>P NMR study of the interactions between oligodeoxynucleotides containing(6-4) photoproduct and Fab fragments of monoclonal antibodies specific for(6-4)photoproduct." FEBS Lett.429. 157-161 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi, H.: "The role of surface lysines in pyrimidine(6-4)pyrimidone photoproduct binding by a high-affinity antibody." Protein Eng.11. 1089-1092 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi, H.: "Probing the Interaction between a high-affinity single-chain Fv and pyrimidine(6-4)pyrimidone photodimer by site-directed mutagenesis." Biochemistry. 38. 532-539 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi, H.: "Effects of a high-affinty antibody fragment on DNA polymerase reactions near a(6-4)photoproduct site." Photochem. Photobiol.69. 226-230 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morioka, H., Miura, H., Kobayashi, H., Koizumi, T., Fujii, K., Asano, K., Matsunaga, T., Nikaido, O., Stewart, J.D., and Ohtsuka, E.: "Antibodies specific for (6-4) DNA photoproducts : Cloning, antibody modeling and construction of a single-chain Fv derivative." Biochim.Biophys.Acta. 1385. 17-32 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kai, M., Todo, T., Wada, M., Ryo, H., Masutani, C., Kobayashi, H., Morioka, H., Ohtsuka, E., Hanaoka, F., and Sakaguchi, K.: "A new drosophila ultraviolet light-damaged DNA recognition endonuclease that selectively nicks a (6-4) photoproduct site." Biochim.Biophys.Acta. 1397. 180-188 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Torizawa, T., Kato, K., Kimura, Y., Asada, T., Kobayashi, H., Komatsu, Y., Morioka, H., Nikaido, O., Ohtsuka, E., and Shimada, I.: "^<31>P NMR study of the interactions between oligodexynucleotides containing (6-4) photoproduct and Fab fragments of monoclonal antibodies specific for (6-4) photoproduct." FEBS Lett.429. 157-161 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi, H., Morioka, H., Nikaido, O., Stewart, J.D., and Ohtsuka, E.: "The role of surface lysines in pyrimidine (6-4) pyrimidone photoproduct binding by a high-affinity antibody." Protein Eng.11. 1089-1092 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi, H., Morioka, H., Tobisawa, K., Torizawa, T., Kato, K., Shimada, I., Nikaido, O., Stewart, J.D., and Ohtsuka, E.: "Probing the Interaction between a high-affinity single-chain Fv and pyrimidine (6-4) pyrimidone photodimer by site-directed mutagenesis." Biochemistry. 38. 532-539 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi, H., Sato, K., Komatsu, Y., Morioka, H., Stewart, J.D., Tsurimoto, T., and Ohtsuka, E.: "Effects of a high-affinty antibody fragment on DNA polymerase reactions near a (6-4) photoproduct site." Photochem.Photobiol.69. 226-230 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morioka,H.: "Antibodies spcific for (6-4) DNA photoproducts : Cloning, antibody modeling and construction of a single-chain Fv derivative." Biochim.Biophys.Acta. 1385. 17-32 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kai,M.: "A new drosophila ultraviolet light-damaged DNA recognition endonuclease that selectively nicks a (6-4) photoproduct site." Biochim.Biophys.Acta. 1397. 180-188 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Torizawa,T.: "^<31>P NMR study of the interactions between oligodeoxynucleotides containing (6-4) photoproduct and Fab fragments of monoclonal antibodies specific for (6-4) photoproduct." FEBSLett.429. 157-161 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi,H.: "The role of surface lysines in pyrimidine (6-4) pirimidone photoproduct binding by a high-affinity antibody." Protein Eng.11. 1089-1092 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi,H.: "Probing the Interaction between a high-affinity single-chain Fv and pyrimidine (6-4) pyrimidone photodimer by site-directed mutagenesis." Biochemistry. 38. 532-539 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi,H.: "Effects of a high-affinity antibody fragment on DNA polymerase reactions near a (604) photoproduct site." Photochem.Photobiol.69. 226-230 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuo Komatsu: "Antigen structural requirements for recognition by a cyclobutane thymine dimer-specific monoclonal antibody" Nucleic Acids Res.25. 3889-3894 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuo Komatsu: "Preliminary studies for interaction of a cyclobutane thymine dimer region with its cognate antibody" Nucleic Acids Symposium Series. 37. 281-282 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Takeshi Todo: "Flavin adenine dinucleotide as a choromophore of the Xenopus (6-4) photolyase" Nucleic Acids Res.25. 764-768 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Kobayashi: "Specificities and rates of binding of anti-(6-4) photoproduct antibody fragments to synthetic thymine photoproducts" J.Biochem.123. 182-188 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Morioka: "Antibodies specific for (6-4) DNA photoproducts:Cloning,antibody modeling and construction of a single-chain Fv derivative" Biochim.Biophys.Acta. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Mihoko Kai: "A new drosophila ultraviolet light-damaged DNA recognition endonuclease that selectively nicks a (6-4) photoproduct site." Biochim.Biophys.Acta. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Shigenori.Iwai: "Synthesis of a Phosporamidite Coupling Unit of the Pyrimidine (6-4) Pyrimidone Photoproduct and Its Incorporation into Oligodeoxynucleotides" J. Am. Chem. Soc.118. 7642-7643 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2018-03-28  

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