遺伝子修復酵素OGG1機能不全によるパータナトス型神経細胞死の酵素学的病理解析

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8-OxoGuanine Glycosylase 1 (OGG1) は、8oxoGの脱塩基反応 (グリコシラーゼ反応) と、それに続くDNA鎖切断反応 (βリアーゼ反応) の二つの反応を触媒する二機能性酵素である。ところでOGG1は、近年アルツハイマー病との関連が取り沙汰されており、OGG1のβリアーゼ活性と疾病の関係に強い興味が持たれている。そこで本研究では、βリアーゼ活性欠損型等の変異型OGG1の創製を試みる。その過程で得られた種々の変異体を利用して、OGG1の酵素活性の変調が疾病を誘起する機構を考察する。なおOGG1においてはβリアーゼ活性とグリコシラーゼ活性は共通の活性残基が使われおり、その機能分離には触媒機構の深い理解が必須である。よって本研究では、徹底した化学的触媒機構解析を実行し、βリアーゼ活性欠損型OGG1のRational Design (論理的改変) を実行する。もって多機能酵素の触媒能ごとの生体内機能解析に道を拓く。ところでOGG1には、D268残基とK249残基という2つの活性残基が知られている。このうち、βリアーゼ活性に関与するのは、K249残基である。よって、上記の目的を達成するために2022年度、K249残基を変異させた各種変異体を作成した。４種類のアミノ酸に置換した変異体を作成して、活性を調べたところ、３種類は不活性な変異体となったが、１種類の変異体では酵素活性が検出された。なお、本変異体を用いた酵素反応実験で、基質DNAを単離して、その化学構造を質量分析法（ESI-MS）で解析を進めている。これらの実験によって、酵素反応でプロセスを受けた基質DNAの構造が明らかとなり、βリアーゼ活性の有無を検証していく予定である。