発癌物質の代謝活性化にかかわるPー450遺伝子群の誘導的発現機構

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02262202
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 藤井 義明 東北大学, 理学部, 教授 (00098146)
• 研究分担者: 菊池 康夫 東北大学, 理学部, 助手 (10004467) ; 十川 和博 東北大学, 理学部, 助教授 (80175421)
• キーワード: 転写制御因子 / チトクロ-ムPー450 / 発癌物質の代謝治性化 / ジンクフィンガ- / 誘導的エンハンサ- / DNA結合タンパク質 / ゲルシフトアッセイ / cDNAクロ-ニング

研究概要

ベンツピレンなどの多環性炭化水素化合物の発癌物質の代謝的活性化に関与しているPー450lA1遺伝子のメチルコラントレンなどによる誘導的発現には2種類の制御DNAエレメントが必要であることが明らかにされている。誘導的制御領域XREと構成的発現に関与している制御領域BTEである。この遺伝子の発現制御機構を明らかにするために先ずBTE配列による作用因子のクロ-ニングをSouthーwestern法によって行った。その結果2つのクロ-ンが得られた。ジデオキシ法によって2つのクロ-ンの塩基配列を決定し、これまでに塩基配列の決定されているタンパク質のアミノ酸配列のデ-タベ-スを検索したところ一つはヒトの転写因子Sp1と90%以上のホモロジ-を示すことからラットのSp1であると結論したが、他のクロ-ンは新しいDNA結合タンパク質であることがわかった。2つのタンパク質は共にC末端付近にDNA結合タンパク質の特微の一つであるC_2H_2タイプのジンクフィンが一構造を3回くり返すドメインを持っており、両タンパク質のこの部分の類似性は75%の高いホモロジ-を示していた。しかし、それ以外の部分の塩基配列には両者間で殆んど有意なホモロジ-を示さない。今後invitroの転写系などによって、この2つのタンパク因子がPー450lA1遺伝子の発現にどのように関与するのかを検討する予定である。芳香族アミンあるいは異環性芳香族アミンなどの発癌物質の代謝的活性化に強い活性を示すPー450lA2遺伝子の発現についてはHepG2細胞を用いた発現系を開発し、遺伝子上流約2.0kbにメチルコラントレンに応答する誘導的エンハンサ-の存在を明らかにした。この部分の構造は独立して誘導的エンハンサ-活性を示し、Pー450lA1などの異種の遺伝子のプロモ-タ-に対してもその活性を示したが、その塩基配列はXREの構造とは類似性を示さず、ゲルシフトアッセイの結果もXREとは異ったDNA結合因子と相互作用する可能性が示された。

研究成果

• [文献書誌] Yokotani,N.: "cDNA cloning of cytochrome Pー450 related to Pー450pー2 from the cDNA library of human placenta.Gene structure and expression." Eur.J.Biochem.187. 23-29 (1990)
• [文献書誌] Yanagida,A.: "A novel cisーActing DNA element required for a high level of inducible expression of the rat Pー450c gene" Mol.Cell.Biol.10. 1470-1475 (1990)
• [文献書誌] Inoue,H.: "Structures of regulatory regions in the human cytochrome Pー450<scc>___ー (desmolase) gene" Eur.J.Biochem.195. 563-569 (1991)
• [文献書誌] Shimizu,T.: "Ligand binding studies of engineered cytochrome Pー450d wild type,proximal mutants,and destal mutants." Biochemistry.
• [文献書誌] Shimizu,T.: "Probing the role of lysines and arginines in the catalytic function of cytuchrome P450d by Siteーderected mutagenesis." J.Biol.Chem.