活性酸素DNA損傷修復酵素欠損の病態

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13214011
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 山本 和生 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (20093536)
• キーワード: 活性酵素 / 8-dihydro-8-oxoguanine / ホットスポット / ポリメラーゼの忠実度 / バイパス合成 / Fpg / MutM / MutY

研究概要

活性酸素性DNA損傷7,8-dihydro-8-oxoguanine(8-oxoG)による突然変異生成について、次の4点を明らかにした。1)8-oxoGに起因する変異が特定の塩基配列に局在するかどうかを調べるために、8-oxoG修復欠損株(mutM mutY欠損株)で生じた変異体の配列を解析した結果、特定の4箇所に変異が局在した。この部位では、PuGpu配列中央のGがホットスポットになっていた。そこで、変異はプリン基に囲まれたグアニンで生じやすいという仮説を提案した。2)この仮説の真偽を明らかにするために、ホットスポット配列AGAに注目した。この配列の3'側の塩基をT、G、Cに変化させたAGA、AGT、AGG、AGC配列を作り、変異率を調べたところ、3'側の塩基がプリン基の時はピリミジン基の時よりも変異が生じやすいこと即ち、前後の塩基配列に影響されることが分かった。3)変異生成が前後の塩基配列に影響される原因として、ポリメラーゼの忠実度が塩基配列に影響される可能性を検証した。8-oxoGを持つ4つの配列を人工合成し、それを鋳型とした突然変異を調べたところ、3'側の塩基がA、T、G、Cの時に各々13.8%、13.1%、16.1%、11.9%であった。つまりDNAポリメラーゼが8-oxoGをバイパス合成する時、周辺配列はその忠実度に影響しないことが分かった。4)8-oxoG修復酵素の活性と周辺配列について調べた。8-oxoGの3'側の塩基がA、T、G、Cの時、Fp9/MutMは各々22.9%、23.2%、24.7%、94%の割合で切断し、MutYは各々0.03%、5.82%、1.89%、2.53%の割合で切断した。Fpg/MutMは3'側の塩基がシトシンの時は活性が低いこと、MutYは3'側の塩基が,アデニンの時は活性が低いことが分かった。

研究成果

• [文献書誌] Yuki Nagata: "The roles of klenow processing and flap processing activities of DNA polymerase I in chromosome instability in Escherichia coli K12 strains"Genetics. 160. 13-23 (2002)
• [文献書誌] Katsuya Satoh: "Characterization of RecA424 and RecA67O proteins from Deinococcus radiodurans"J.Biochemistry. 131. 121-129 (2002)
• [文献書誌] Takashi Watanabe: "An in vivo approach to identifying sequence context of 8-oxoguanine mutagenesis"Biochem Biophys Res Commun.. 284. 179-184 (2001)
• [文献書誌] Masashi Tanaka: "Effect of photoreactivation for cyclobutane pyrimidine dimers and pyrimidine (6-4) pyrimidone photoproducts on ultraviolet mutagenesis in SOS-induced Escherichia coli"Mutagenesis. 16. 1-6 (2001)
• [文献書誌] Takashi Watanabe: "Miscoding and misincorporation of 8-oxo-guanine during leading and lagging strand synthesis in Escherichia coli"Mol Gen Genet. 264. 836-841 (2001)
• [文献書誌] Kazuhiro Kiyosawa: "Amplified UvrA protein can ameliorate the ultraviolet sensitivity of an Escherichia coli recA mutant"Mutation Res.DNA Repair. 487. 149-156 (2001)
• [文献書誌] Issay Narumi: "The LexA protein from Deinococcus radiodurans is not involved in RecA induction following γ-ray irradiation"J.Bacteriol. 183. 6951-6956 (2001)
• [文献書誌] Kohei Ueno: "Trehalose sensitivity in Drosophila correlates with mutations in and expression of the gustatory receptor gene Gr5a"Current Biology. 11. 1451-1455 (2001)