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: 18011001
• 负责人: 寺沢 宏明
• 金额: $ 7.62万
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18011001/
• 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; (6-4)photolyase

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。平成19年度は、(6-4)photolyaseの分子内運動と修復活性の相関を、NMR法を用いて解析した。異なる化学シフトを持つ複数の状態をマイクロ秒〜ミリ秒の時定数で交換している原子のNMRシグナルは、交換により横緩和速度が増大する。この交換による横緩和速度の増大は、スピンエコー実験により選択的に観測することが可能である。そこで、(6-4)photolyaseの反応部位に存在する原子のNMRシグナルのスピンエコー実験を行うことにより、(6-4)photoproductとoxetane中間体の交換を検出することを試みた。その結果、活性に重要と考えられるヒスチジン残基近傍において部位特異的な分子内運動が検出された。このことは、(6-4)photoproduct修復に必須である中間体の生成に寄与することが示唆される。

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 The correlation between intramolecular movement and repair activity of (6-4)photolyase was analyzed by NMR method in 1999. The number of times a chemical substance is exchanged for a plurality of states increases. The increase in the lateral velocity of this exchange is likely to result in a decrease in the speed of the exchange. NMR spectra of atoms present in the reaction sites of (6-4)photolyase,(6-4)photoproduct and oxetane intermediate. The results and activities of these enzymes are important for the detection of site-specific intramolecular movements near the residues. (6-4)Photoproduct repair is necessary for the production of intermediates.

项目成果

Structural basis of the collagen-binding mode of discoidin domain receptor 2

• DOI: 10.1038/sj.emboj.7601833
• 发表时间: 2007-09-19
• 期刊: EMBO JOURNAL
• 影响因子: 11.4
• 作者: Ichikawa, Osamu;Osawa, Masanori;Shimada, Ichio
• 通讯作者: Shimada, Ichio

Mechanism of mRNA deadenylation: evidence for a molecular interplay between translation termination factor eRF3 and mRNA deadenylases

• DOI: 10.1101/gad.1597707
• 发表时间: 2007-12-01
• 期刊: GENES & DEVELOPMENT
• 影响因子: 10.5
• 作者: Funakoshi, Yuji;Doi, Yusuke;Hoshino, Shin-ichi
• 通讯作者: Hoshino, Shin-ichi

Ligand-induced Structural Changes of the CD44 Hyaluronan-binding Domain Revealed by NMR*

• DOI: 10.1074/jbc.m608425200
• 发表时间: 2006-12
• 期刊: Journal of Biological Chemistry
• 影响因子: 4.8
• 作者: M. Takeda;Shinji Ogino;R. Umemoto;M. Sakakura;M. Kajiwara;K. Sugahara;Haruko Hayasaka;M. Miyasaka;H. Terasawa;I. Shimada

Pairwise NMR experiments for the determination of protein backbone dihedral angle Phi based on cross-correlated spin relaxation.

基于互相关自旋弛豫确定蛋白质主链二面角 Phi 的成对 NMR 实验。

• 发表时间: 2007
• 期刊: J.Biomol.NMR 37
• 作者: Saetre;Rune;Kazuhiro Yoshida;Makoto Miwa;Takuya Matsuzaki;Yoshinobu Kano;Junichi Tsujii.;Takahashi H. et al.
• 通讯作者: Takahashi H. et al.

Utilization of methyl proton resonances in cross-saturation measurement for determining the interfaces of large protein-protein complexes

• DOI: 10.1007/s10858-006-0008-8
• 发表时间: 2006-03-01
• 期刊: JOURNAL OF BIOMOLECULAR NMR
• 影响因子: 2.7
• 作者: Takahashi, H;Miyazawa, M;Shimada, I
• 通讯作者: Shimada, I