(6-4)光産物光回復酵素及びそのヒト・ホモログ蛋白のDNA修復機構における役割

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09269210
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤堂 剛 京都大学, 放射線生物研究センター, 助教授 (90163948)
• キーワード: 紫外線損傷 / DNA修復 / 光回復酵素

研究概要

紫外線による主なDNA損傷としてピリミヂンダイマーと(6-4)光産物が知られている。(6-4)光産物の突然変異誘発能はピリミヂンダイマーに比べ格段に強く、生成量は少ないものの、紫外線の生物影響を考えるうえで重要な損傷であると考えられている。生物が紫外線によるDNA損傷を修復する機構の一つに光回復がある。光回復は、可視光のエネルギーを和用して紫外線損傷を修復するもので、間違いが無いうえに効率が良く優れたDNA修復機構である。バクテリアから有袋類まで幅広くその存在が知られている。光回復により修復されるのはピリミヂンダイマーのみであると信じられてきたが、我々は(6-4)光産物に特異的に働く光回復酸素がショウジョウバエ細胞に存在する事を世界に先駆けて見い出し、その遺伝子を単離した。更に脊椎動物であるXenopusからも同様の活性を持つ遺伝子を単離すると同時にヒトからもそっくりのアミノ酸配列を持つ遺伝子を単離し、この酵素遺伝子が現存生物に幅広く分布している事、さらにピリミヂンダイマー光回復酵素、植物のblue light photoreceptor等とともに青色光を利用する蛋白としておおきな蛋白ファミリーを形成していることをあきらかにしていた。
本年度は、ヒト・ホモログの機能を知るという最終目標にむかって、本ファミリーの個々のメンバーの酵素学的解析を行うと共に、このファミリーの全体像を捉えるためにさらにファミリーメンバーのスクリーニングを行った。前者の解析からこのファミリーメンバーはFADHが青色光を受容して電子を作り出すことが機能に本質的であることが解った。後者の解析から、更に植物、ショウジョウバエから新たな遺伝子を単離することに成功した。また、ヒト・ホモログの機能解析を目的として、そのマウス・ホモログを単離しノックアウト・マウスの作成を試みている。

研究成果

• [文献書誌] T.Todo et al.: "Flavin adenine dinucleotide as a chromophore of the Xenopus (6-4) photolyase." Nucleic Acids Res.25. 764-768 (1997)
• [文献書誌] N.Uchida.et al.: "Photoreactivating enzymc for (6-4) photoproducts in the cultured gdd fish cells." Photochem.Photohiol.65. 964-968 (1997)
• [文献書誌] S.Kanai et al.: "Molecular evolution of the photolyase-blue light photoreceptor family." J.Molecular Evolution. 45. 535-548 (1997)
• [文献書誌] T.Todo et al.: "Characterization of a human homolog of (6-4) photolyase." Mutat,Res.384. 195-204 (1997)
• [文献書誌] T.Todo et al.: "Non-mutagenic repair of (6-4) photoproducts by (6-4) photolyase parified from Drosophila melauogester" Matat,Res.385. 83-93 (1997)
• [文献書誌] K.Hitomi et al.: "Binding and catalytic properties of Xemopus (6-4) photolyase." J.Biol.Chem.272. 32591-32598 (1997)