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酸化DNA損傷を認識する塩基除去修復酵素の網羅的同定と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 15310038
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 放射線・化学物質影響科学
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)
久保 喜平  大阪府立大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (40117619)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
15,300千円 (直接経費: 15,300千円)
2005年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2003年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
キーワードDNA損傷 / 塩基除去修復酵素 / DNAグリコシラーゼ / クロスリンク / オキザニン / デオキシリボノラクトン / DNA修復酵素 / 活性酸素 / 塩基除去修復
研究概要

本研究では,哺乳類の酸化DNA損傷修復機構の解明を目的として,酵素精製法と酵素トラップ法を併用し,酸化損傷修復に関わるDNAグリコシラーゼを同定した。さらに,既知および新規に同定した酵素の詳細な機能解析を行った。研究成果は以下の通りである。
(1)oxanineを含むDNAを酵素トラッププローブとして,HeLa細胞のDNA損傷認識タンパク質探索を行った。トラップ生成物のSDS-PAGE分析では,28〜69kDaの間に14のバンドが確認された。mass fingerprintingで同定されたタンパク質には,ヒストンの外にDNA修復に関与が推測されるがタンパク質複数含まれており,現在,修復への関与を調べている。
(2)ラット肝臓を出発材料として5-formyluracil(fU)除去活性の精製を行い,同活性がrSMUG1であることを示した。さらに,ヒトホモログhSMUG1は,uracil(U)および5位に酸化置換基を持つU損傷(fU,5-hydroxymethyluracil,5-hydroxyuracil)を特異的に除去し,HeLa細胞中の主要活性であることを示した。SMUG1は,従来の修復酵素とは明らかに異なる損傷特異性と基質認識機構を持ち,酸化損傷修復酵素の新規なメンバーであることを明らかにした。
(3)ヒトDNAグリコシラーゼ(hNTH1,hNEIL1,hNEIL2)の酵素特性を大腸菌ホモログと比較検討した。酸化DNA損傷の修復機構(塩基除去修復)は,大腸菌とヒトで基本的に保存されているが,個々の酵素の機能は両者で大きく異なっている部分があることを示した。
(4)大腸菌および酵母には,新規な塩基損傷修復機構としてEndo IVおよびApn1により開始されるヌクレオチド切断修復機構がありは,細胞内おいてこれまでに知られている塩基除去修復機構と相補的に働いている可能性が示唆した。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (16件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Repair activity of base and nucleotide excision repair enzymes for guanine lesions induced by nitrosative stress2005

    • 著者名/発表者名
      Nakano, T.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research 33

      ページ: 2181-2191

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Roles of base excision repair enzymes Nthlp and Apn2p from Schizosaccharomyces pombe in processing alkylation and oxdative DNA damage2005

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto, T.
    • 雑誌名

      DNA Repair 4

      ページ: 1270-1280

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Roles of base excision repair enzymes Nth1p and Apn2p from Schizosaccharomyces pombe in processing alkylation and oxidative DNA damage2005

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto, T.
    • 雑誌名

      DNA Repair 4

      ページ: 1270-1280

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Assessment of the genotoxic potential of nitric oxide-induced guanine lesions by in vitro reactions with Eschericia coli DNA polymelase I2005

    • 著者名/発表者名
      Nakano, T.
    • 雑誌名

      Mutagenesis 20

      ページ: 209-216

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Roles of base excision repair enzymes Nthlp and Apn2p from Schizosaccharomyces pombe in processing alkylation and oxidative DNA damage2005

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto, T.
    • 雑誌名

      DNA Repair 4

      ページ: 1270-1280

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential specificity of human and Escherichia coli endonuclease III and VIII homologues for oxidative base lesions2004

    • 著者名/発表者名
      Katafuchi, A.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 279

      ページ: 14464-14471

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Mutational analysis of the damage-recognition and catalytic mechanism of human SMUGI DNA glycosylase2004

    • 著者名/発表者名
      Matsubara, M.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research 32

      ページ: 5291-5302

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Appha-anomeric deoxynucleotides, anoxic products of ionizing radiation, are substrates for the endonuclease IV-type AP endonucleases2004

    • 著者名/発表者名
      Ishchenko, A. A.
    • 雑誌名

      Biochemistry 43

      ページ: 15210-15216

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mutational analysis of the damage-recognition and catalytic mechanism of human SMUG 1 DNA glycosylase2004

    • 著者名/発表者名
      Matsubara, M.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research 32

      ページ: 5291-5302

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Alpha-anomeric deoxynucleotides, anoxic products of ionizing radiation, are substrates for the endonuclease IV-type AP endonucleases2004

    • 著者名/発表者名
      Ishchenko, A.A.
    • 雑誌名

      Biochemistry 43

      ページ: 15210-15216

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The major human AP endonuclease (Ape1) is involved in the nucleotide incision repair pathway2004

    • 著者名/発表者名
      Gros, L.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Resaerch 32

      ページ: 73-81

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Human DNA glycosylases involved in the repair of oxidatively damaged DNA2004

    • 著者名/発表者名
      Ide, H.
    • 雑誌名

      Biological Pharmaceutical Bulletin 27

      ページ: 480-485

    • NAID

      110003608790

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Mutational analysis of the damage-recognition and catalytic mechanism of human SMUG1 DNA glycosylase2004

    • 著者名/発表者名
      Matsubara, M.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Resaerch 32

      ページ: 5291-5302

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Alpha-anomeric deoxynucleotides, anoxiac products of ionizing radiation, are substrates for the endonuclease IV-type AP endonucleases2004

    • 著者名/発表者名
      Ishchenko, A.A.
    • 雑誌名

      Biochemistry 43

      ページ: 15210-15216

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] DNA-protein cross-link formation mediated by oxanine. A novel genotoxic mechanism of nitric oxide-induced DNA damage2003

    • 著者名/発表者名
      Nakano, T.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 278

      ページ: 25264-25272

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] DNA-protein cross-link formation mediated by oxanine. A novel geotoxic mechanism of nitric oxide-induced DNA damage2003

    • 著者名/発表者名
      Nakano, T.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry 278

      ページ: 25264-25272

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsubara, M.: "Mammalian 5-formyluracil-DNA glycosylase. 1 Identification and characterization of a novel activity that releases 5-formyluracil from DNA"Biochemistry. 42. 4993-5002 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masaoka, A.: "Mammalian 5-formyluracil-DNA glycosylase. 2 Role of SMUG1 uracil-DNA glycosylase in repair of 5-formyluracil and other oxidized and deaminated base lesions"Biochemistry. 42. 5003-5012 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nakano, T.: "DNA-protein cross-link formation mediated by oxanine. A novel genotoxic mechanism of nitric oxide-induced DNA damage"Journal of Biological Chemistry. 278. 25624-25272 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Matsubara, M.: "Identification and characterization of mammalian 5-formyluracil-DNA glycosylase"Nucleic Acids Research. S3. 233-234 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Matsubara, M.: "Repair roles of hSMUGl assessed by damage specificity and cellular activity"Nucleic Acids Research. S3. 263-264 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Katafuchi, A.: "Repair of oxidative cytosine damage by DNA glycosylases"Nucleic Acids Research. S3. 269-270 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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