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2013 年度 実施状況報告書

複製と共役したDNA修復機構の構造生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 25460038
研究種目

基盤研究(C)

研究機関熊本大学

研究代表者

中村 照也  熊本大学, 生命科学研究部, 助教 (40433015)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードDNA修復 / DNA複製 / 構造生物学
研究概要

本研究対象のDNA酸化損傷の修復に関わるDNAグリコシラーゼは,DNA複製の主要因子PCNAとの相互作用を介して,複製と共役したDNA修復を行う.本研究では,DNAグリコシラーゼが細胞内で実際に働く姿である機能型修復複合体をX線結晶構造解析により決定し,複製と共役したDNA修復過程において,DNAグリコシラーゼがどのようにして損傷部位へリクルートされ,正しく塩基除去修復を行うのかという動作機序を構造学的に解明する.
本年度は,2次構造予測を基に作成したDNAグリコシラーゼの発現コンストラクト,野生型および変異型PCNAを用いて精製・結晶化実験を行った.これまでDNAグリコシラーゼ単独では,結晶化実験に用いる上で安定性が問題となっていた.DNAグリコシラーゼ複合体を形成させる際,野生型・変異型PCNAおよび種々の長さ,損傷塩基を用いたDNAを検討することで,最終精製のゲルろ過において,複合体での精製を行うことができた.このサンプルを動的光散乱で解析したところ,単分散である結果を得た.現在,微量結晶化装置を用いて広範に結晶化条件の検討を行っている.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまで精製が困難であったDNAグリコシラーゼを結晶化に適した質で調製することに成功しており,おおむね順調に研究は進展している.

今後の研究の推進方策

現在扱っているような3元複合体では,それぞれのタンパク質の発現領域の検討,変異の導入に加え,DNAの配列や長さが結晶調製の鍵となる.これらの検討を行い,結晶化を進めていく.

次年度の研究費の使用計画

今年度は,当初の計画よりも少ない検討項目でタンパク質複合体調製において,最適な条件を見いだすことができ,スムーズに研究を実施できた.来年度は結晶化実験が重点となり,試薬など費用がかかるため,そのための補充と考えている.
来年度行う結晶化実験を中心に使用する.しかしながら,結晶を得るには精製条件の再検討が必要となることもあるため,柔軟に対応する.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Mechanism of the nucleotidyl-transfer reaction in DNA polymerase revealed by time-resolved protein crystallography2013

    • 著者名/発表者名
      Nakamura T., Zhao Y., Yamagata Y., Hua Y.J., Yang W.
    • 雑誌名

      Biophysics

      巻: 9 ページ: 31-36

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNAポリメラーゼηによるリン酸ジエステル結合の形成過程の観察2013

    • 著者名/発表者名
      中村照也,山縣ゆり子,Wei Yang
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 53 ページ: 254-257

    • 査読あり
  • [学会発表] DNA損傷修復に働く酸化ヌクレオチド分解酵素MutTとDNAポリメラーゼηの反応機構の解明2013

    • 著者名/発表者名
      中村照也
    • 学会等名
      平成25年度日本結晶学会年会,進歩賞受賞講演
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      20131012-20131013
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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