NMRを用いた紫外線損傷DNA修復機構の構造生物学的解析

使用 NMR 对紫外线损伤 DNA 修复机制进行结构生物学分析

• 批准号: 17012006
• 负责人: 寺沢 宏明
• 金额: $ 5.7万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17012006/
• 关键词: 紫外線損傷DNA; 光修復酵素; CPD; CPD-photolyase; (6-4)photolyase; NMR; 高熱菌; 第二補酵素

生体に紫外線を照射すると、細胞内のDNAが損傷を受ける。損傷塩基は複製・転写時に変異を誘発し、細胞死やがん化の原因になる。生体には光を用いて紫外線損傷DNAを修復する酵素が存在する。その修復機構を解明し、修復効率を飛躍的に高めることが出来れば、損傷DNA治療によるがん化の予防という実用的な応用も可能となる。本研究は、代表的な紫外線損傷DNAであるシクロブタンピリミジンダイマー(CPD)の光修復酵素であるCPD-photolyaseによる認識・修復機構を原子レベルで解明し、さらに、高い修復効率を有する分子を創製すること、および、もう1つの代表的な光損傷DNAである(6-4)photoproductとその修復酵素である(6-4)photolyaseについても、認識・修復機構を明らかにすることを目的とする。2つの修復酵素を併用することにより、がん化の予防効果も相乗的に高まると考えられる。本年度は、CPD含有二本鎖DNA複合体構造決定を行うための、CPD含有長鎖二本鎖DNAの調製に成功した。また、高熱菌由来CPD photolyaseの精製法に改善を加えた結果、新たに第二補酵素を同定し、第二補酵素を着脱出来る条件を確立した。さらに、修復活性に対する第二補酵素の機能解析を進め、光アンテナとして効率の良い集光に寄与することを明らかにした。アフリカツメガエル由来(6-4)photolyaseについて、大腸菌を用いた発現系を数種類構築し、発現量の良好なものを得た。測定を行った結果、(6-4)photolyaseが立体構造を保持していることを示す、NMRシグナルの良好な分散が観測された。同時に、(6-4)photolyaseのC末端に存在する核移行シグナル領域がランダムな構造であることを明らかにした。これを除いた結果、NMRシグナルの強度を均一にすることが出来た。

UV irradiation in vivo, DNA damage in cells. Damage to the foundation is caused by changes during copying and writing, cell death, and degeneration. DNA repair enzymes exist in organisms that are damaged by ultraviolet light. The repair mechanism is understood, the repair efficiency is improved, and the damage DNA treatment is prevented. In this study, we identified CPD-photolyase as a representative of UV-damaged DNA, and identified the molecular mechanisms for repair of CPD-photolyase. We identified CPD-photolyase as a representative of CPD-photolyase. We identified CPD-photolyase as a representative of CPD-photolyase. Understanding and repairing the body 2. Use of repair enzymes to prevent and treat diseases This year, CPD contains two locks DNA complex structure determination, CPD contains two locks DNA modulation success The purification method of CPD photolyase from high temperature bacteria improves the results and establishes the conditions for the isolation of the second enzyme. The function analysis of the second complement enzyme in the field of repair activity has been carried out. The origin of the disease is (6-4)photolyase, Escherichia coli, and several types of development systems are constructed, and the amount of development is good. The results of the determination showed that the (6-4)photolyase stereostructure was maintained and the NMR spectra were well dispersed. At the same time, the C terminal of (6-4)photolyase exists in the nuclear transition region. The results of NMR are uniform.

项目成果

Backbone resonance assignments for the Fv fragment of catalytic antibody 6D9 complexed with a transition state analogue

与过渡态类似物复合的催化抗体 6D9 的 Fv 片段的主链共振分配

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Biomolecular NMR 33
• 作者: Mugishima;M.Tsuda;M.et al.;M.Kitajima;S.Horie;H.Takayama;K.Matsumoto;K.Matsumoto;Masayoshi Sakakura;Masayoshi Sakakura
• 通讯作者: Masayoshi Sakakura

Direct determination of interface between membrane and peptide using NMR cross-saturation method

使用 NMR 交叉饱和法直接测定膜和肽之间的界面

• 期刊: Biophys.J. (in press)
• 作者: T.Nakamura;I.Shimada 他
• 通讯作者: I.Shimada 他

Identification and characterization of a second chromophore of DNA photolyase from Thermus thermophilus HB27

• DOI: 10.1074/jbc.m507972200
• 发表时间: 2005-10-28
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Ueda, T;Kato, A;Shimada, I
• 通讯作者: Shimada, I

An NMR method for the determination of protein-binding interfaces using dioxygen-induced spin-lattice relaxation enhancement.

一种使用分子氧诱导的自旋晶格弛豫增强来确定蛋白质结合界面的 NMR 方法。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Biol.Chem. 280・43
• 作者: Aravin;A.(7名);Kuramochi-Miyagawa;S.;Nakano;T.(6);Tuschl,T;Addy C.;Takeuchi K.;Yokogawa M;Nakasako M;Ueda T
• 通讯作者: Ueda T

Conformational dynamics of complementary determining region H3 of an anti-dansyl Fv fragment in the presence of its hapten

半抗原存在下抗丹磺酰 Fv 片段的互补决定区 H3 的构象动力学

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Molecular Biology 351
• 作者: M.Nakasako;Toshihiko Oka;M.Mashumo;H.Takahashi;I.Shimada;Y.Yamaguchi;K.Kato;Y.Arata
• 通讯作者: Y.Arata