NO誘導損傷塩基オキザニンの遺伝子内生成とその発ガン誘発の化学的・生化学的証明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18350083
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 牧野 圭祐 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (50159141)
• 研究分担者: 小瀧 努 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (70170264) ; 金折 賢二 京都工芸繊維大学, 大学院・工芸科学研究科, 准教授 (30273543)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 一酸化窒素 / 損傷塩基 / オキザニン / 架橋形成 / 発ガン / 修復酵素 / DNA認識酵素 / 修復機構存在

研究概要

一酸化窒素によってDNA中のグアニン(Gua)から生成するオキザニン(Oxa)と発ガンとの関係を検討した。Oxaは遺伝子の修飾を司る酵素(制限酵素、キナーゼ、リガーゼ等)によってGuaと認識され、認識中に架橋反応することはないが、 DNA修復酵素等とは架橋反応を引き起こす。これらの知見と化学合成法を組み合わせてタンパク質-DNA架橋モデルを合成し、この損傷への修復機能の存在を明らかにし、発ガンとの関係が否定できないことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Reinvestigation of the molecular influence of hypoxanthine on the DNA cleavage efficiency of restriction endonucleases BglII, EcoRI and BamHI (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Doi, S. P. Pack, T. Kodaki, and K. Makino
  • 雑誌名: J. Biochem Accepted
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ozone production by amino acids contributes to killing of bacteria (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yamashita, T. Miyoshi, T. Arai, N. Endo, H. Itoh, K. Makino, K. Mizugishi, T. Uchiyama, and M. Sasada
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 ページ: 16912-16971
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolic fate of l-lactaldehyde derived from an alternative l-rhamnose pathway (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, S. Piyanart, and K. Makino
  • 雑誌名: FEBS J. 275 ページ: 5139-5149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eukaryotic and bacterial gene clusters related to an alternative pathway of nonphosphorylated L-rhamnose metabolism (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, M. Saimura, and K. Makino
  • 雑誌名: J Biol Chem. 283 ページ: 20372-20382
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct immobilization of DNA oligomers onto the amine-functionalized glass surface for DNA microarray fabrication through the activation-free reaction of oxanine (2007)
  • 著者名/発表者名: S. P. Pack, N. K. Kamisetty, M. Nonogawa, K. C. Devarayapalli, K. Ohtani, K. Yamada, Y. Yoshida, T. Kodaki, and K. Makino
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 35 ページ: e110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Additional alkylsilanization of aminosilane-modified glass slide: effect of alkylsilane structure for enhancing surface amine functionality (2007)
  • 著者名/発表者名: N. K. Kamisetty, S. P. Pack, M. Nonogawa, D. K. Charyulu, T. Kodaki and K. Makino
  • 雑誌名: Chem. Lett. 36 ページ: 322-323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient preparation of amine-modified oligodeoxynucleotide using a modified H-phosphonate chemistry for DNA microarray fabrication (2007)
  • 著者名/発表者名: N. K. Kamisetty, S. P. Pack, M. Nonogawa, D. K. Charyulu, S. Watanabe, T. Kodaki and K. Makino
  • 雑誌名: Anal. Bioanal. Chem. 387 ページ: 2027-2037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Base sequence- and Tm-dependent DNA oligomer separation by open tubular capillary columns carrying complementary DNA oligomers as probes (2007)
  • 著者名/発表者名: K. C. Devarayapalli, S. P. Pack, N. K. Kamisetty, S. Watanabe, T. Kodaki, and K. Makino
  • 雑誌名: Anal. Bioanal. Chem. 388 ページ: 919-928
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ethanol production from xylose by recombinant Saccharomyces cerevisiae expressing protein engineered NADP+-dependent xylitol dehydrogenase (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, A. A. Saleh, S. P. Pack, N. Annaluru, T. Kodaki and K. Makino
  • 雑誌名: J. Biotechn. 130 ページ: 316-319
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein engineering of xylose reductase from Pichia stipitis for improved NADH-specificity and the efficient ethanol production from xylose in recombinant Saccharomyces cerevisiae (2007)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, A. A. Saleh, S. P. Pack, N. Annaluru, T. Kodaki and K. Makino
  • 雑誌名: Microbiology 153 ページ: 3044-3054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleotide excision repair and homologous recombination systems commit differentially to the repair of DNA-protein crosslinks (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano, S. Morishita. A. Katafuchi, M. Matsubara, Y. Horikawa, H. Terato, A. M. H. Salem, S. Izumi, S. P. Pack, K. Makino and H. Ide
  • 雑誌名: Mol. Cell 28 ページ: 147-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermostabilization of Pichia stipitis xylitol dehydrogenase by mutation of structural zinc-binding loop (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Annaluru, S. Watanabe, S.P. Pack, A. A. Saleh, T. Kodaki and K. Makino
  • 雑誌名: J. Biotech. 129 ページ: 717-722
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biophysical stability and enzymatic recognition of oxanine in DNA (2007)
  • 著者名/発表者名: S. P. Pack, A. Doi, M. Nonogawa, N. K. Kamisetty, K. C. Devarayapalli, T. Kodaki, and K. Makino
  • 雑誌名: Nucleotides and Nucleic Acids 26 ページ: 1589-1593
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of efficient amine-functionalized glass platform by additional alkylsilane silanization treatment (2006)
  • 著者名/発表者名: N. K. Kamisetty, S. P. Pack, M. Nonogawa, K. C. Devarayapalli, T. Kodaki, and K. Makino
  • 雑誌名: Anal. Bioanal. Chem. 386 ページ: 1649-1656
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel α-ketoglutaric semialdehyde dehydrogenase - Evolutionary insight into an alternative pathway of bacterial L-arabinose metabolism (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, T. Kodaki, and K. Makino
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 281 ページ: 28876-28888
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene expression in enhanced apoptosis of human lymphoma U937 cells treated with the combination of different free radical generators and hyperthermia (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Wada, Y. Tabuchi, T. Kondo, Z.-G Cui, Q.-L. Zhao, I. Takasaki, T. L. Salunga, R. Ogawa, T. Arai, K. Makino, and I. Furuta
  • 雑誌名: Free Rad. Res. 41 ページ: 73-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of L-arabonate dehydratase, L-2-keto-3-deoxyarabonate dehydratase and L-arabinolactonase involved in an alternative pathway of L-arabinose metabolism: novel evolutionary insight into sugar metabolism (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, N. Shimada, K. Tajima, T. Kodaki, and K. Makino
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 33521-33536
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel 6-formylpterin derivatives: Chemical synthesis and O2 to ROS conversion activities (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Nonogawa, T. Arai, N. Endo, S.P. Pack, T. Kodaki, and K. Makino
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 4 ページ: 1811-1816
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural property and enzymatic response of oxanine in DNA strands (2006)
  • 著者名/発表者名: S. P. Pack, A. Doi, M. Nonogawa, N. K. Kamisetty, K. C. Devarayapalli, T. Kodaki, and K. Makino
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. Symp. Ser. 50 ページ: 97-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] α-Ketoglutaric semialdehyde dehydrogenase isozymes involved in metabolic pathways of D-glucarate and hydroxy-L-proline (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe, M. Yamada, I. Ohtsu, and K. Makino
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 6685-6695
  • 査読あり
• [学会発表] Oxanine-induced DNA-protein crosslink as an useful biomaterial for elucidation of biological interaction mechanism (2008)
  • 著者名/発表者名: S.P. Pack, 野々川満、 N. K. Kamisetty, 小瀧努、牧野圭祐
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080326-30
• [学会発表] 酸塩基触媒アセチルヒスチジンによるオキザニンからキサンチンへの構造変換 (2008)
  • 著者名/発表者名: 土井昭宏、S. P. Pack, 野々川満、小瀧努、牧野圭祐
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080326-30
• [学会発表] Development of oligo-DNA coupled micro columns for isolation and detection of DNA oligomers (2008)
  • 著者名/発表者名: N. K. Kamisetty, S. P. Pack,野々川満、K. C Devarayapalli,和田啓男、小瀧努、牧野圭祐
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080326-30
• [学会発表] Investigation of interaction between acid/base catalyst amino acid residues and oxanine, a novel oxidative lesion from guanine by nitrous acid (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Doi, S.P. Pack, M. Saimura, M. Nonogawa, T. Kodaki, and K. Makino
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会 第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] Repair of DNA-protein crosslink damage: coordinated actions of nucleotide excision repair and homologous recombination. (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ide, T. Nakano, A.M. Salem, H. Terato, S.P. Pack, and K. Makino
  • 学会等名: Joint Symposium of 18th Int. Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids and 35th Int. Symp. on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] Efficient preparation of xanthine-containing oligodeoxynucleotide from oxanine-containing oligodeoxynucleotide, catalyzed by N alpha-acetyl-L-histidine. (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Doi, S.P. Pack, T. Kodaki, and K. Makino
  • 学会等名: Joint Symposium of 18th Int. Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids and 35th Int. Symp. on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] Reactivity of oxanine: efficient fabrication of DNA microanay by using oxanine-containing DNA oligomer as probe molecule. (2008)
  • 著者名/発表者名: S.P. Pack, N.K. Kamisetty, M. Nonogawa, T. Kodaki, and K. Makino
  • 学会等名: Joint Symposium of 18th Int. Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids and 35th Int. Symp. on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] Temperature-gradient dependent detection of target DNA oligomers using DNA-immobilized open tubular capillary column. (2008)
  • 著者名/発表者名: N. K. Kamisetty, S.P. Pack, K.C. Devarayapalli, M. Nonogawa, T. Kodaki, and K. Makino
  • 学会等名: Joint Symposium of 18th Int. Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids and 35th Int. Symp. on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] Reactive oxygen species generation through NADH oxidation by pterin derivatives (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Nonogawa, T. Arai, N. Endo, S.P. Pack, T. Kodaki, and K. Makino
  • 学会等名: Joint Symposium of 18th Int. Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids and 35th Int. Symp. on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2008-09-11
• [学会発表] Repair mechanism of DNA-protein cross-link damage in Escherichia coli (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nakano, S. Morishita, H. Terato, S. P. Pack, K. Makino, and H. Ide
  • 学会等名: 5th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Tokyo Japan
  • 年月日: 20070920-22
• [学会発表] Functional reactivity of oxanine: its biological meanings and biotechnological applications (2007)
  • 著者名/発表者名: S.P. Pack, A. Doi, N. K. Kamisetty, M. Nonogawa, T. Kodaki, and K. Makino
  • 学会等名: 5th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Tokyo Japan,
  • 年月日: 20070920-22
• [学会発表] Development of stable DNA microarray platforms suitable for quantitative analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: N. K. Kamisetty, S. P. Pack, M. Nonogawa, K. C. Devarayapalli, Y. Yoshida, K. Yamada, T. Kodaki, and K. Makino
  • 学会等名: 5th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Tokyo Japan
  • 年月日: 20070920-22
• [学会発表] Comparison of enzymatic recognition of DNA-duplexes containing NO-induced lesions by DNA-relevant enzymes (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Doi, S. P. Pack, M. Nonogawa, T. Kodaki and K. Makino
  • 学会等名: 5th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Tokyo Japan
  • 年月日: 20070920-22
• [学会発表] オキザノシン:シトシン塩基対を含むDNA二重鎖の溶液構造 (2007)
  • 著者名/発表者名: S.P. Pack,金折賢二、田嶋邦彦、牧野圭祐
  • 学会等名: 日本化学会第87春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-03-27
• [学会発表] Development of DNA microarray fabrication by efficient surface modification and functional probe design (2007)
  • 著者名/発表者名: N. K. Kamisetty, S. P. Pack,野々川満、K. C. Devarayapalli,吉田安子、山田和成、渡邊誠也、小瀧努、牧野圭祐
  • 学会等名: 日本化学会第87春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-03-27
• [学会発表] 新規損傷塩基オキサニンの酵素反応 (2007)
  • 著者名/発表者名: 土井昭宏、S. P. Pack,野々川満、小瀧努、牧野圭祐
  • 学会等名: 日本化学会第87春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-03-26
• [学会発表] Structural property and enzymatic response of oxanine in DNA strands (2006)
  • 著者名/発表者名: S. P. Pack,土井昭宏、野々川満、N. K. Kamisetty, K. C. Devarayapalli,小瀧努、牧野圭祐
  • 学会等名: 第33回核酸化学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2006-11-22
• [学会発表] Chemical synthesis, biochemical and biophysical properties, and biological implication of oxanine-containing oligodeoxynucleotides (2006)
  • 著者名/発表者名: P. Pack, M. Nonogawa, N. K. Kamisetty, K. C. Devarayapalli, T. Kodaki, and K. Makino
  • 学会等名: XVII International Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids
  • 年月日: 2006-09-05
• [学会発表] Development of novel pterin derivatives and study of their chemical natures (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Nonogawa, T. Arai, N. Endo, S. P. Pack T. Kodaki, and K. Makino
  • 学会等名: Seventh Tetrahedron Symposium
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2006-05-26
• [学会発表] Application of oxanine base for a novel chemical linker in DNA microarray fabrication (2006)
  • 著者名/発表者名: S. P. Pack, N. K. Kamisetty, M. Nonogawa, T. Kodaki, and K. Makino
  • 学会等名: Seventh Tetrahedron Symposium
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2006-05-26
• [学会発表] Fabrication of DNA arrayed capillary system for sensitive and selective analysis of DNA (2006)
  • 著者名/発表者名: D. K. Charyulu, S. P. Pack, K. N. Kumar; 野々川満、小瀧努、牧野圭祐
  • 学会等名: 日本化学会第86春季年会
  • 発表場所: 干葉
  • 年月日: 2006-03-29
• [図書] 微生物の糖代謝経路に見られる新規な進化学的関係(生化学) (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡邊誠也,牧野圭祐
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 日本生化学会
• [図書] 「第一章 総論 DNAチップの現状と将来展望」新しいDNAチップの科学と応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 牧野圭祐
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: 講談社サイエンティフィク
• [図書] 一酸化窒素によるDNA傷害、別冊・医学のあゆみ、酸化ストレス Ver.2 フリーラジカル医学生物学の最前線(吉川敏一編) (2006)
  • 著者名/発表者名: 牧野圭祐、Seung Pil Pack
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 医歯薬出版