3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼの反応機構

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07224205
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山縣 ゆり子 大阪大学, 薬学部, 助手 (40183678)
• 研究分担者: 藤井 敏 大阪大学, 薬学部, 助教授 (10107104)
• キーワード: DNA修復酵素 / 3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼ / X線結晶構造解析 / 酵素反応機構

研究概要

大腸菌3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼIIは、強力な突然変異、致死作用を有するアルキル化剤によるDNA損傷のうち、主にN-メチルプリン塩基を除去し、生命の維持に働くDNA修復酵素であるが、酵素反応機構はもちろん、活性部位、並びに、3次元レベルでの構造研究については、全く報告がなかった。申請者は本酵素のX線構造回析を行ない、2.3A分解能の3次元構造を得た。本研究は、本酵素の3次元構造をもとに、活性部位を決定し、ラウエ法でグリコシラーゼ反応機構を解明するための基礎的データを得ることを目的としているが、本年度は以下の成果を得た。
(1)部位特異的突然変異誘発法を利用して(変異遺伝子については九大関口睦夫教授から提供を受けた)3次元構造から推定した活性残基を部位特異的に変換した変異蛋白質を調製し、各変異蛋白質の酵素反応を調べ、活性残基をAsp238と同定した。さらに、Trp218が基質認識に重要であることが示唆された。
(2)コンピューターグラフィックスを利用し、DNA基質との相互作用モデルを提案、基質アナログ-TagII複合体結晶作成に適したDNAオリゴマーの鎖長を決め、DNAオリゴマー合成可能な3-メチル、3-デアザ-9-デアゼプリンを含む基質DNAオリゴマーを合成している。
(3)ヒトリゾチーム変異型結晶を用いて、高エネルギー物理研究所でラウエ法によるデータ収集、データ処理法を修得した。

研究成果

• [文献書誌] Takano, K., et al.: "Contribution of Hydrophobic Residues to the Stability of Human Lysozyme: Calorimetric Studies and X-ray Structural Analysis" J. Mol. Biol.254. 62-76 (1995)
• [文献書誌] Yamagata, Y., et al.: "Model Building of DNA Repair Enzyme 3-Methyladenine DNA Glycosylase-DNA Complex" Nucleic Acids Symp.Ser.34. 7-8 (1995)
• [文献書誌] Katagi, T., et al.: "Syntheses and Anti-inflammatory Activities of O-Acyloximes" Chem. Pharm. Bull.44. 145-149 (1996)
• [文献書誌] Bai, L., et al.: "Shanciol, A Dihydrophenanthropyran from Pleione bulbocodioides" Phytochem.41. 625-628 (1996)