フリーラジカル損傷DNAの修復に関与する酵素の研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06280219
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 関 周司 岡山大学, 医学部, 教授 (50032884)
• 研究分担者: 秋山 公祐 岡山大学, 医学部, 助手 (30222540) ; 渡辺 晰子 岡山大学, 医学部, 助手 (30093719)
• キーワード: DNA修復酵素 / APエンドヌクレアーゼ / DNA3′修復ジエステラーゼ / APEXヌクレアーゼ / dRpase様タンパク質 / フリーラジカルDNA損傷 / ferric nitrilotriacetate / ヒドロキシラジカル

研究概要

細胞のDNAは、毎日多数損傷されており、その修復異常が突然変異、ひいては発がんにつながることが知られている。本研究は、損傷要因の主要なものの一つであるフリーラジカルで損傷されたDNAの修復に関与する酵素の研究を目的とした。ラジカル損傷DNAは、超らせんpUC18DNAをferric nitrilotriacetate(Fe^<3+>-NTA)-過酸化水素(H_2O_2)で処理して作成した。ラジカル消去剤を用いた実験で、このDNA損傷にはヒドロキシラジカルが関与していることを示唆した。測定可能で主要なDNA損傷として、3′block一本鎖切断と塩基欠落部位(APサイト)が誘導されたが、修復系をさらに単純化するためAPサイトの修復研究には酸で脱プリンしたAP-DNAを用いた。これら損傷DNAを、APEXヌクレアーゼ、DNAポリメラーゼβ、45kDa(または47kDa)タンパク質、DNAリガーゼ、4NTPs、ATP等とインキュベーションすることにより、Fe^<3+>-NTA-H_2O_2誘導一本鎖切断DNAの50%以上、AP-DNA上のAPサイトの殆ど全てが修復された。この修復系を解析した結果、APEXヌクレアーゼは3′blockを除きまたは5′APendonucleaseとしてプライミング作用を示し、45kDa(または47kDa)タンパク質は5′blockを除くことにより修復を可能にすることが示唆された。さらに、APEXヌクレアーゼと類似の性状を持つAP endonucleaseとして、別に30kDa酵素を同定し、部分アミノ酸配列を決定した。47kDa(dRpase様タンパク質)については部分アミノ酸配列を決め、当該cDNAのクローニングを試みている。この様に、フリーラジカル損傷DNAの修復に関与する酵素として、APEXヌクレアーゼ、30kDa酵素、dRpase様酵素(45kDaおよび47kDa)を同定して、さらに研究を進めている。

研究成果

• [文献書誌] Mitomo,K.,他5名: "Two different cellular redox system regulate the DNA-binding activity of the p50 subunit of NF-κB in vitro." Gene. 145. 197-203 (1994)
• [文献書誌] Akiyama,K.,他3名: "Structure,promoter analysis and chromosomal assignment of the human APEX gene." Biochim.Biophys.Acta. 1219. 15-25 (1994)
• [文献書誌] Ono,Y.,他4名: "Stable expression in rat glioma cells of sense and antisense nucleic acids to a human multifunctional DNA repair enzyme,APEX nuclease." Mutation Research,DNA repair. 315. 55-63 (1994)
• [文献書誌] Hongo,A.,他3名: "A comparison of in vitro platinum-DNA adduct formation between carboplatin and cisplatin." Int.J.Biochem.26. 1009-1016 (1994)
• [文献書誌] Akiyama,K.,他5名: "Cloning,sequence analysis and chromosomal assignment of the mouse Apex gene." GENOMICS. (in press). (1995)
• [文献書誌] Ono,Y.,他6名: "Developmental expression of APEX nuclease,a multifunctional DNA repair enzyme,in mouse brains." Developmental Brain Res.(in press). (1995)