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RNA合成も可能なDNAポリメラーゼ変異体の分離とその生化学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 10670117
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医化学一般
研究機関名古屋大学

研究代表者

鈴木 元  名古屋大学, 医学部, 講師 (80236017)

研究分担者 吉田 松年  名古屋大学, 医学部, 教授 (70090420)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
1999年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1998年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードDNAポリメラーゼ / DNA複製 / 転写 / 複製忠実度 / DNA合成 / 塩基置換 / フレームシフト / ゲノムインスタビリティー / RNAポリメラーゼ / Taq / セントラルドグマ
研究概要

DNAポリメラーゼはデオキシリボヌクレオチドを基質としてDNAを合成し、世代を超えた遺伝情報の伝搬に機能している。(DNA複製・修復)。一方RNAポリメラーゼはリボヌクレオチドを基質としてRNAを合成し、細胞内での遺伝子発現の手段となる(転写)。この二つの現象はセントラルドグマ上独立しているが、役者である両基質と両ポリメラーゼは酷似している。細胞がこの化学的に似通った、しかし生物学的に厳然と区別された作業を執行するためには、確実且つ効率的な両機構の識別機能の保証が前提となる。本研究ではDNAポリメラーゼを用いてこの識別機構を明らかにするため、Taqポリメラーゼ遺伝子を用いてリボヌクレオチドをデオキシリボヌクレオチドと同様に取り組む新規の変異体を同定、解析した。このうち一つ(A661E)は正しい塩基を野生型と全く同じ効率で取り込むにも関わらず、リボヌクレオチドを野生型の15倍の効率で取り組むことができた。さらに、この変異体は誤ったデオキシリボヌクレオチドについても全て10倍程度野生型より効率よく取り込み、フレームシフト型の複製エラー発生頻度も10倍程度高かった。A661E変異体を3次元立体モデルで解析してみると、置換したグルタミン酸が間接的にプライマーDNA3末端と相互作用していると推測された。この状態はDNAポリメラーゼがヌクレオチドを取り込む瞬間に野生型より安定な酵素・基質・DNA複合体を作るのに寄付すると考えられ、その結果リボヌクレオチドの取り込み向上をはじめとする誤ったDNA合成をひきおこすと結論した。今回の実験系によってDNA複製の効率と複製忠実度を分離することが可能になった。

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] Nozawa Katsura: "Up-regulation of telomerase in primary cultured rat hepatocytes"J. Biochem.. 126. 361-367 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katsura Nozawa: "Up-regulation of telomerase in primarycultured rat hepatocytes"J. Biochem.. 126. 361-367 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nozawa Katsuya: "Up-regulation of telomerase in primary cultured rat hepatocytes"J.Biochem.. 126. 361-367 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nakayabu,M.: "Mismatched nucleotides may facilitate expansion of trinucleotide repeats in genetic diseases." Nucleic Aclds Res.26・8. 1980-1984 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ogawa,A.: "Lithocholic acid,a putative tumor promoter, inhibits mammalian DNA polymer ase beta." Jpn.J.Cancer Res.89・11. 1154-1159 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kato,O.: "Serum DNA polymer ase beta as an indicator for fatal liver injury of rat induced by d-galactosamine hydrochloride and lipopoly saccharide." Biochim Biophys Acta.1380・3. 369-376 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ogawa,A.: "Sulfated glycoglycerollpid from archaebacterlum Inhibits eukaryotic DNA polymerase alpha, beta and retroviral reverse transcriptase and affects methyl methanesul fonate cytotoxicity." Int.J.Cancer.76・4. 512-518 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yamaguchi,Y.: "Change in telomer ase activity of rat or gans during growth and aging." Exp.Cell.Res.242・1. 120-127 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木元: "突然変異と発癌" 現代医学. 印刷中. (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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