NOにより形成されるDNA-タンパク質クロスリンクの遺伝的影響と修復

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異物進入に対するマクロファージの活性化により生体内で発生するNO及びこれに由来する窒素酸化物の遺伝子レベルでの直接的な毒性や発がんへの関与については未知の部分が多い。これまでの研究から,生物学的に意味のある低濃度のNOの暴露では,DNA損傷としてオキザニンが生成することが示された。オキザニンの構造を考慮すると,核内に存在する低分子アミンやDNA結合タンパク質と損傷がクロスリンクし,二次的に形成されたDNA損傷が細胞致死や突然変異を誘発する可能性がある。そこで,オキザニンを特異的に含むDNA基質を用いて生体ポリアミンとの反応を検討した結果,実際にクロスリンク生成物が生じることが明らかとなった。さらに,オキザニンを含むDNAと核内に存在するDNA結合タンパク質の間でクロスリンクが形成されるか検討した。その結果,オキザニンは,ヒストン,HMGタンパク質,プリン塩基損傷修復酵素(hOGG1等)とクロスリンクを形成すること,さらに,クロスリンク形成速度は,ヒストン・HMGタンパク質に比べDNA修復酵素の方が圧倒的に速いことが明らかとなった。DNA修復酵素で反応が起こったことは,オキザニンがDNA-タンパク質クロスリンクの前駆体としてだけでなく,修復酵素の自殺基質としても重要であることを示している。HeLa細胞の核抽出物を用いた実験でも,抽出物中にオキザニンとクロスリンクする複数のタンパク質が存在することが示された。クロスリンク反応に関与するタンパク質中のアミノ酸を推定するために,個々のアミノ酸の反応性を検討した結果,アルギニン及びリジン側鎖が反応に関与することが示された。クロスリンク修復に対するヌクレオチド除去修復機構の関与を調べるために,DNA-タンパク質クロスリンクを含む長鎖DNA基質を調製した。