NOにより形成されるDNA-タンパク質クロスリンクの遺伝的影響と修復

• 研究課題/領域番号: 12213091
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 井出 博 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30223126)
• 研究分担者: 寺東 宏明 広島大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00243543) ; 大山 義彦 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30169081)
• 研究期間 (年度): 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2000年度)
• 配分額: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2000年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
• キーワード: 一酸化窒素 / 窒素酸化物 / DNA損傷 / クロスリンク / DNA修復 / 突然変異

研究概要

NOおよびこれに由来する窒素酸化物の遺伝子レベルでの毒性や発がんへの関与については未知の部分が多い.生物学的に意味のある低濃度のNOの暴露では,オキザニンとシトシンジアゾエートが主にDNA損傷として生成することを明らかにされている.両損傷の構造と反応性を考慮すると,DNAの近傍に存在する低分子アミン類やDNA結合タンパク質と損傷がクロスリンクし,二次的に形成されたDNA損傷が細胞致死や突然変異を誘発する可能性が高い.本研究では,NOおよび窒素酸化物により生成するDNA損傷とアミン類・DNA結合タンパク質の間でクロスリンクが形成されるか検討した.
アミノ酸との反応ではデオキシオキザノシンの7位,デオキシシチジンジアゾエートの4位にアミノ酸のαアミノ基が付加した生成物が生じた.リジンでは側鎖のεアミノ基が付加した生成物も確認された.オキザニン・シトシンジアゾエートを部位特異的に導入したオリゴヌクレオチドを用いて,同様な反応が進行するか検討した.生成物をHPLCならびに電気泳動により分析した結果,DNA中のオキザニン・シトシンジアゾエートもアミノ酸,スペルミン,スペルミジンとクロスリンク形成することが明らかとなった.オキザニン・シトシンジアゾエートを含むDNAを用い,これらの損傷に対する種々の塩基除去修復酵素の修復活性を調べたが,明確な活性を示す酵素はなかった.したがって,DNAに生じたオキザニンやシトシンジアゾエートは修復されることなく細胞内分子(アミン類,DNA結合タンパク質)とクロスリンクを形成すると考えられ,今後,バルキーなDNA損傷を認識するヌクレオチド除去修復機構によるクロスリンク生成物の修復を検討する必要があると考えられる.

研究成果

• [文献書誌] Suzuki,T.: "Formation of 2′-deoxyoxanosine from 2′-deoxyguanosine and nitrous acid : mechanism and intermediates."Nucleic Acids Research. 28. 544-551 (2000)
• [文献書誌] Suzuki,T.: "Identification and characterization of a reaction product of 2′-deoxyoxanosine with glycine."Chemical Research Toxicology. 13. 227-230 (2000)
• [文献書誌] Masaoka,A.: "Preparation and enzymatic recognition of guanine lesions induced by nitrogen oxides."Nucleic Acids Symposium Series. 44. 87-88 (2000)
• [文献書誌] Asagoshi,K.: "Recognition of formamidopyrimidine by Escherichia coli and mammalian thymine glycol glycosylases.Distinctive paired base effects and biological and mechanistic implications."Journal of Biological Chemistry. 275. 24781-24786 (2000)