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損傷乗り越え型DNAポリメラーゼ・イータの立体構造に基づく機能解析と阻害剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H04646
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 生物系薬学
研究機関学習院大学

研究代表者

花岡 文雄  学習院大学, 理学部, 研究員 (50012670)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワードDNAポリメラーゼ / 損傷乗り越え合成 / DNA損傷 / 紫外線感受性 / 突然変異 / 阻害剤 / スクリーニング / 遺伝子 / 癌 / CPD
研究成果の概要

ヒトDNAポリメラーゼ・イータ(Polη)と紫外線損傷DNAとの共結晶構造に基づいて、鋳型DNAとの相互作用に重要と考えられるアミノ酸を置換したPolη点変異体を作成し、精製タンパク質の生化学的な解析を行った。またこれらの点変異体を発現するベクターを導入したXP-V細胞について、紫外線感受性および6-チオグアニン耐性による突然変異率の測定を行った。
一方、ヒトPolηに対して阻害効果を示す化合物のスクリーニングを実施した。天然物由来の低分子化合物を固定化した化合物アレイを用い、Polηに結合する化合物を抽出、その中からPolηのプライマー伸長活性に対して阻害効果を示す化合物を絞り込んだ。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトPolηと紫外線損傷DNAとの共結晶構造に基づいて、鋳型DNAとの相互作用に重要と考えられるアミノ酸を置換した点変異体タンパク質の解析から、鋳型DNAとの相互作用が弱い変異体は全て野生型と比較してDNA鎖の伸長反応が進みにくい結果となった。このことは結晶構造解析によるタンパク質の機能予測が非常に的確であることを示している。
一方、天然物由来の低分子化合物を固定化した化合物アレイを用い、ヒトPolηに対して阻害効果を示す化合物のスクリーニングを行い、Polηに特異的な阻害剤の候補を選択した。これらは代表的な制がん剤であるシスプラチンとの併用により、制がん効果の増強に効果的な可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 2件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 14件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 9件、 招待講演 7件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Polη, a Y-family translesion synthesis polymerase, promotes cellular tolerance of Myc-induced replication stress2018

    • 著者名/発表者名
      Kurashima Kiminori、Sekimoto Takayuki、Oda Tsukasa、Kawabata Tsuyoshi、Hanaoka Fumio、Yamashita Takayuki
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 131 号: 12

    • DOI

      10.1242/jcs.212183

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel function of HATs and HDACs in homologous recombination through acetylation of human RAD52 at double-strand break sites2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Takeshi、Kagawa Wataru、Tajima Katsushi
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 14 号: 3 ページ: 1007277-1007277

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1007277

    • NAID

      120006459820

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hypersensitivity of mouse embryonic fibroblast cells defective for DNA polymerases η, ι and κ to various genotoxic compounds: Its potential for application in chemical genotoxic screening2018

    • 著者名/発表者名
      Akagi Jun-ichi、Yokoi Masayuki、Cho Young-Man、Toyoda Takeshi、Ohmori Haruo、Hanaoka Fumio、Ogawa Kumiko
    • 雑誌名

      DNA Repair

      巻: 61 ページ: 76-85

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2017.11.006

    • NAID

      120006456929

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct single-molecule observations of DNA unwinding by SV40 large tumor antigen under a negative DNA superhelical state.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi S, Motooka S, Kawasaki S, Kurita H, Mizuno T, Matsuura SI, Hanaoka F, Mizuno A, Oshige M, Katsura S
    • 雑誌名

      J Biomol Struct Dyn

      巻: 5 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1080/07391102.2016.1269689

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Mcm2-7-interacting domain of human mini-chromosome maintenance 10 (Mcm10) protein is important for stable chromatin association and origin firing2017

    • 著者名/発表者名
      Izumi Masako、Mizuno Takeshi、Yanagi Ken-ichiro、Sugimura Kazuto、Okumura Katsuzumi、Imamoto Naoko、Abe Tomoko、Hanaoka Fumio
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 292 号: 31 ページ: 13008-13021

    • DOI

      10.1074/jbc.m117.779371

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two mammalian homologs of yeast Rad23, HR23A and HR23B, as multifunctional proteins.2017

    • 著者名/発表者名
      Yokoi M, Hanaoka F
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 597 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.gene.2016.10.027

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 2,2,4-Triamino-5(2H)-oxazolone is a weak substrate for nucleotide excision repair.2016

    • 著者名/発表者名
      Kino K, Sugasawa K, Miyazawa H, Hanaoka F
    • 雑誌名

      J Pharm Negative Results

      巻: 7 号: 1 ページ: 42-45

    • DOI

      10.4103/0976-9234.177068

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] UV-induced mutations in epidermal cells of mice defective in DNA polymerase η and/or ι2015

    • 著者名/発表者名
      Kanao R, Yokoi M, Ohkumo T, Sakurai Y, Dotsu K, Kura S, Nakatsu Y, Tsuzuki T, Masutani C, Hanaoka F
    • 雑誌名

      DNA Repair (Amsterdam)

      巻: S1568-7864(15) ページ: 00042-7

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2015.02.006

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Excision of translesion synthesis errors orchestrates responses to helix-distorting DNA lesions2015

    • 著者名/発表者名
      Anastasia Tsaalbi-Shtylik, Cristina Ferrás, Bea Pauw, Giel Hendriks, Piya Temviriyanukul, Leone Carlée, Fabienne Calléja, Sandrine van Hees, Jun-Ichi Akagi, Shigenori Iwai, Fumio Hanaoka, Jacob G. Jansen, and Niels de Wind
    • 雑誌名

      The Journal of Cell Biology

      巻: 209 号: 1 ページ: 33-46

    • DOI

      10.1083/jcb.201408017

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SUMOylation of xeroderma pigmentosum group C protein regulates DNA damage recognition during nucleotide excision repair2015

    • 著者名/発表者名
      Akita M
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 5 号: 1 ページ: 10984-10984

    • DOI

      10.1038/srep10984

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The protein level of Rev1, a TLS polymerase in fission yeast, is strictly regulated during the cell cycle and after DNA damage.2015

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama M, Terunuma J, Hanaoka F
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 号: 7 ページ: e0130000-e0130000

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0130000

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Different types of interaction between PCNA and PIP boxes contribute to distinct cellular functions of Y-family DNA polymerases.2015

    • 著者名/発表者名
      Masuda Y, Kanao R, Kaji K, Ohmori H, Hanaoka F, Masutani C
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res

      巻: 43 号: 16 ページ: 7898-7910

    • DOI

      10.1093/nar/gkv712

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural basis of pyrimidine-pyrimidone (6-4) photoproduct recognition by UV-DDB in the nucleosome.2015

    • 著者名/発表者名
      Osakabe, A., Tachiwana, H., Kagawa, W., Horikoshi, N., Matsumoto, S., Hasegawa, M., Matsumoto, N., Toga, T., Yamamoto, J., Hanaoka, F., Thoma, N.H., Sugasawa, K., Iwai, S., Kurumizaka, H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 16330-16330

    • DOI

      10.1038/srep16330

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] USP7 is a suppressor of PCNA ubiquitination and oxidative-stress-induced mutagenesis in human cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Kashiwaba S, Kanao R, Masuda Y, Kusumoto-Matsuo R, Hanaoka F, Masutani C
    • 雑誌名

      Cell Rep

      巻: 13 ページ: 2072-2080

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] C57BL/6J野生型およびPolκ欠損マウスにおけるベンゾ[a]ピレンおよびα‐ナフトフラボン併用投与の効果2019

    • 著者名/発表者名
      赤木純一, CHO Young‐Man, 豊田武士, 横井雅幸, 花岡文雄, 大森治夫, 小川久美子
    • 学会等名
      第35回日本毒性病理学会学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] N7グリシドアミドdG付加体は哺乳類細胞においてDNA複製を阻害する2018

    • 著者名/発表者名
      赤木純一, 横井雅幸, Young-Man Cho, 岩井成憲, 花岡文雄, 小川久美子
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会(2018年11月28日、横浜)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Benzo[a]pyrene-induced tumorigenesis in Polκ-knockout mice2018

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Akagi, Young-Man Cho, Takeshi Toyoda, Masayuki Yokoi, Fumio Hanaoka, Haruo Ohmori, Kumiko Ogawa
    • 学会等名
      The 11th 3R & 3C Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Polκ deficiency on benzo[a]pyrene-induced tumorigenesis2018

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Akagi, Young-Man Cho, Takeshi Toyoda, Masayuki Yokoi, Fumio Hanaoka, Haruo Ohmori, Kumiko Ogawa
    • 学会等名
      5th DNA Polymerases meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベンゾ[a]ピレン誘発発がんに対するPolκの寄与の解析2018

    • 著者名/発表者名
      赤木純一, Young-Man Cho, 豊田武士, 水田保子, 横井雅幸, 大森治夫, 花岡文雄, 小川久美子
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ベンゾ[a]ピレン混餌投与によるマウス前胃腫瘍発生に対するPolκの寄与2017

    • 著者名/発表者名
      Jun-ichi Akagi, Young-Man Cho, Takeshi Toyoda, Yasuko Mizuta, Masayuki Yokoi, Fumio Hanaoka, Haruo Ohmori, Kumiko Ogawa
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ヒトMCM10のMCM2-7相互作用ドメインの同定2017

    • 著者名/発表者名
      泉雅子、水野武、柳憲一郎、杉村和人、奥村克純、今本尚子、阿部知子、花岡文雄
    • 学会等名
      第24回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シスプラチン誘発DNA鎖内架橋の乗り越え合成に関わるヒストン修飾酵素とクロマチン構造変換因子の探索2017

    • 著者名/発表者名
      横井雅幸、鹿谷有由希、菅澤薫、花岡文雄
    • 学会等名
      第24回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] TLS polymerases and mutagenesis2017

    • 著者名/発表者名
      Fumio Hanaoka
    • 学会等名
      ICEM-ACEM 2017 Satellite Symposium on DNA Repair
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シスプラチン処理した細胞においてヒトDNAポリメラーゼηの働きに寄与するクロマチン構造変換因子2017

    • 著者名/発表者名
      横井雅幸、菅澤薫、花岡文雄
    • 学会等名
      第76回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 損傷乗り越え型DNAポリメラーゼ イータ・イオタ・カッパ三重欠損細胞を用いた新規遺伝毒性試験法の研究2017

    • 著者名/発表者名
      赤木純一, 横井雅幸, Young-Man Cho, 豊田武士, 大森治夫, 花岡文雄, 小川久美子
    • 学会等名
      第3回次世代を担う若手のためのレギュラトリーサイエンスフォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] My CV: From our studies on XP-C to XP-V. 6th US-Japan DNA Repair Meeting2017

    • 著者名/発表者名
      Fumio Hanaoka
    • 学会等名
      6th US-Japan DNA Repair Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mutant analyses of human DNA polymerase eta based on high-resolution crystal structures of the protein-DNA-dNTP complex.2016

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka F, Yokoi M, Masutani C, Yang W
    • 学会等名
      4th International Meeting on DNA Polymerases.
    • 発表場所
      Biarritz, France
    • 年月日
      2016-10-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cancer and translesion synthesis polymerases.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Y, Yokoi M, Hanaoka F
    • 学会等名
      2016 Cold Spring Harbor Asia Conference-DNA Metabolism, Genomic Stability and Diseases
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2016-06-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pol eta, Pol iota, and Pol kappa exhibit different genetic interactions to various compounds of different genotoxic mechanisms and the triple knockout cells are useful for screening of genotoxins.2016

    • 著者名/発表者名
      Akagi J, Yokoi M, Toyoda T, Cho YM, Ohmori H, Hanaoka F, Ogawa K
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Mutagenesis
    • 発表場所
      Girona, Spain
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 私のDNA修復研究: XPCからXPVへ2015

    • 著者名/発表者名
      花岡文雄
    • 学会等名
      新学術領域研究「ゲノム普遍的制御」(H22~H26年度)公開シンポジウム『ゲノム安定性の機構と生命の維持ー進化、癌化、老化の理解のために』
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of the protein level of Rev1 in fission yeast.2015

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama M, TerunumaJ, Hanaoka F
    • 学会等名
      Zing Genomic Integrity Conference 2015
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2015-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Forty years of DNA damage tolerance.2015

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka F
    • 学会等名
      15th International Congress of Radiation Research (ICRR 2015)
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] DNA Replication, Recombination, and Repair2016

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka F, Sugasawa K
    • 総ページ数
      555
    • 出版者
      Springer Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] Function of translesion DNA polymerases in genome stability2015

    • 著者名/発表者名
      Masutani C, Kanao R, Hanaoka F
    • 総ページ数
      260
    • 出版者
      Research Signpost
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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