酸化DNA修復酵素MutM,OGG1,MTH1の立体構造解析

氧化DNA修复酶MutM、OGG1和MTH1的三维结构分析

• 批准号: 11146213
• 负责人: 池上 貴久
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11146213/
• 关键词: 核磁気共鳴; NMR; 立体構造; 8-オキソグアニン; 修復酵素; 活性酸素; MTH1; DNA損傷

生体内においてDNAは、通常の代謝活動によって発生する活性酸素によって損傷を受ける。その中でもグアニン塩基の酸化によって生じる8-オキソグアニンは、強力な突然変異原性をもつ。本研究では、DNA中の8-オキソグアニンの除去を行う、枯草菌由来のMutM、そのヒトホモログであるOGG1、さらに、ヌクレオチドプール内の8-オキソグアニンヌクレオチドの分解を行うMutTのヒトホモログhMTH1などの修復酵素の立体構造を核磁気共鳴法(NMR)により解析した。まず、hMTH1においては、安定同位体である^<15>N,^<13>C核を導入し、多次元NMR測定により1,955個の距離情報、26個の水素結合情報、65個の主鎖二面角度情報を得た。これらの情報を基にsimulated annealing計算を行い、hMTH1蛋白質の立体構造を決定した(主鎖標準偏差=0.7Å)。その立体構造においては、平行βシートと逆平行βシートが並んで一枚の大きなシートを形成しており、そのシートを長いループで繋がれた2本のヘリックスが挟むように配置していた。さらに基質類似体との相互作用部位を化学シフト摂動法により解析した結果、基質は活性部位を考えられるMutTモチーフ周辺とヘリックスIIのN末端周辺と相互作用していることが分かった。次に、MutMは、単独では十分な溶解度を示さなかったため、DNAと複合体を形成させたところ測定に可能な条件を見い出した。MutM-DNA複合体は分子量が40kDaと非常に大きいため、測定感度が著しく低い。そこで蛋白質の重水素と、TROSY法を使用することにより主鎖原子核の部分的な連鎖帰属を行った。また、OGG1については、精製系を確立し二次元NMRスペクトルを測定したところ安全な構造をもたない部分があるので、プロテアーゼによる限定分解を行っている。

The normal metabolic activity in the body is caused by DNA damage and active acid metabolism.その中でもグアニン塩塩桩化によって生じる8-オキソグアニンは, strong and sudden 変isogenic をもつ. This study is about the removal of 8-オキソグアニンの in DNA and the origin of Bacillus subtilis utM、そのヒトホモログであるOGG1、さらに、ヌクレオチドプール内の8-オキソグアニンヌクレオチドのdegradationを行うMutTのヒトホモログhM The three-dimensional structure of TH1 repair enzyme was analyzed by nuclear magnetic resonance (NMR).まず, hMTH1 においては, stable isotope である^<15>N, ^<13>C core を imported し, multi-dimensional N MR measurement results in 1,955 pieces of distance information, 26 pieces of hydrogen binding information, and 65 pieces of main lock dihedral angle information. The hMTH1 protein's three-dimensional structure was determined based on simulated annealing calculations (main lock standard deviation = 0.7Å). The three-dimensional structure of the においては, the parallel β シートと anti-parallel β シートが and the んで一一大きなシートを are formedしており、そのシートを长いループで式がれた2本のヘリックスが挟むようにconfigurationしていた.さらにMatrix analogue and interaction site をChemical シフトもkinetic method によりanalysis したResults and はactive site of the matrixをtestえられるMutTモチーフ Zhou躺とヘリックスIIのNTerminal week辺とinteractionしていることが分かった.に, MutM は, 単多では十なSolubility を さなかったため, DNA と complex を formation させたところdetermination に Possible conditions を 见い出した. The MutM-DNA complex has a very large molecular weight of 40 kDa and a very low measurement sensitivity. The heavy water element of the protein and the TROSY method use the することにより to lock the nucleus of the atomic nucleus.また, OGG1 については, purification system を established 2D NMR スペク トルを measurement したところSafety Structure をもたないPart があるので、プロテアーゼによるLimited Decomposition を行っている.