自然突然変異抑制に働く8-oxo-dGTPaseの加水分解反応機構の解明

阐明抑制自发突变的 8-oxo-dGTPase 的水解反应机制

• 批准号: 16041236
• 负责人: 山縣 ゆり子
• 金额: $ 7.42万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16041236/
• 关键词: 低温トラップX線解析法; 酵素反応; 加水分解反応機構; DNA修復

生体内の酵素反応の中で加水分解反応は古くからその触媒機構の解明が試みられてきたが、今もって正確に理解されているとは言い難い。本研究では、低温トラップX線結晶構造解析法を駆使して、Mg^<2+>(Mn^<2+>)存在下8-oxo-dGTPを8-oxo-dGMPに分解する大腸菌MutTやそのヒトホモログhMTH1の加水分解反応機構の解明を目的とする。1.我々は昨年度本研究の基本となるMutTと基質である8-oxo-dGTPの複合体の結晶化に取組み、良好な結晶を得ることに成功、1.8Å分解能の構造を得、MnCl_2溶液中に浸漬したところ、結晶内で反応が起こることを確認した。本年度はさらにMutT-8-oxo-dGTP複合体結晶をさまざまな条件下MnCl_2溶液中に浸漬、100KのN2ガスで瞬間凍結し、その構造解析を約50種の結晶について行った。その結果,5mMMnCl_2溶液中に3から5時間浸潰したところで,3個のMn^<2+>がMutTと8-oxo-dGTPに配位し、反応が起こる直前と思われる状態の構造を捕らえることに成功した.さらに、Mn^<2+>の異常分散効果を利用してMn^<2+>の位置を正確に決定した。その結果に基づき、加水分解反応の初期過程のモデルを提案できた。2.ヒト由来のMutTホモログ(hMTH1)はMutTと異なり幅広い基質特異性をもち、加水分解に関わるアミノ酸残が異なることが示唆されている。我々はこの差異を明らかにするために、hMTH1と8-oxo-dGTP並びに8-oxo-dGMPとの基合体の結晶化を行い、両複合体構造を2.2Åと1.95Å分解能で解析した。hMTH1-8-oxo-dGTP複合体の結晶についてもMg^<2+>(Mn^<2+>)を浸漬し、MutT同様の方法で結晶内反応を調べた。その結果、現在の結晶では反応が起こると結晶が壊れることが分かったので、別の結晶化条件を検討している。

The enzyme in the organism is hydrolyzed, and the catalyst mechanism in the organism is analyzed. This study aimed to elucidate the mechanism of hydrolysis of hMTH 1 in Escherichia coli MutT and its degradation in the presence of Mg ^<2 +>(Mn ^<2 +>) by X-ray crystallographic analysis at low temperature. 1. In this paper, the crystallization of 8-oxo-dGTP complex was successfully obtained, and the structure of 1.8-oxo-dGTP complex was confirmed by immersion in MnCl_2 solution. This year, the MutT-8-oxo-dGTP complex crystals were immersed in MnCl_2 solution under normal conditions, instantly frozen in N2 at 100 K, and about 50 types of crystals were analyzed. The results show that in 5 mM MnCl_2 solution, 3 Mn ^<2 +>= MutT = 8-oxo-dGTP = 8-dGTP = 8-oxo-dGTP = 8-d The anomalous dispersion effect of Mn ^<2 +> is determined by using the position of Mn ^<2 +>. The results of this study are as follows: 2. The origin of MutT (hMTH 1) is different from that of MutT (hMTH 1). The structure of hMTH 1, 8-oxo-dGTP and 8-oxo-dGMP complexes was analyzed by the decomposition energy of hMTH 1, 8-oxo-dGTP and 8-oxo-dGMP. Crystallization of hMTH 1 - 8-oxo-dGTP complex by impregnation and MutT method The crystallization conditions are discussed.

项目成果

タンパク質のかたちから生命のなぞを解く

从蛋白质的形状解开生命之谜

• 发表时间: 2005
• 作者: Kosako;H.;Yamaguchi;N.;Aranami;C.;Ushiyama;M.;Kose;S.;Imamoto;N.;Taniguchi;H.;Nishida;E.;Hattori;S.;田之倉優編
• 通讯作者: 田之倉優編

Irreversible inhibition of metallo-β-lactamase (IMP-1) by 3-(3-mercaptopropionylsulfanyl)propionic acid pentafluorophenyl ester

• DOI: 10.1002/anie.200500835
• 发表时间: 2005-01-01
• 期刊: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
• 影响因子: 16.6
• 作者: Kurosaki, H;Yamaguchi, Y;Goto, M
• 通讯作者: Goto, M

Optimal site-specific PEGylation of mutant TNF-alpha improves its antitumor potency.

突变体 TNF-α 的最佳位点特异性聚乙二醇化可提高其抗肿瘤效力。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Biochem.Biophys.Res.Commun. 315・4
• 作者: Yoshioka Y.;et al.
• 通讯作者: et al.

Structure of human MTH1, a nudix family hydrolase that selectively degrades oxidized purine nucleoside triphosphates

• DOI: 10.1074/jbc.m402393200
• 发表时间: 2004-08-06
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Mishima, M;Sakai, Y;Shirakawa, M
• 通讯作者: Shirakawa, M

Conformational changes in the tryptophan synthase from a hyperthermophile upon α2β2 complex formation:: Crystal structure of the complex

• DOI: 10.1021/bi050317h
• 发表时间: 2005-08-30
• 期刊: BIOCHEMISTRY
• 影响因子: 2.9
• 作者: Lee, SJ;Ogasahara, K;Yutani, K
• 通讯作者: Yutani, K