素早いヒストン触媒によるDNA損傷切除と付随する核細胞と核細胞核粒子のタンパク質変異

科学分野:

• 生物化学
• 分子生物学
• 化学生物学

背景:

• DNAの酸化はC5'-ラジカルを含む反応性種を生成する.
• C5'-ラジカルが酸化され,基礎病変5'-(2-ホスフォリル-1,4-ダイオキシブタン) (DOB) を形成する.
• DOBは,DNAポリメラーゼβの既知の阻害剤であり,DNAの鎖間クロスリンクを形成することができる.

研究 の 目的:

• 核個体と核個体核粒子 (NCP) 内でのDOB病変の反応性と安定性を調査する.
• 核細胞構造がDOBの切除率に与える影響を決定する.
• ヒストンタンパク質とDOBの相互作用と,ヒストンの改変に対するその潜在的な影響を調査する.

主な方法:

• 合成ヌクレオソームとNCP内のDOBの生成
• DNA修復アッセイを用いたDOB切除率の定量化
• 質量スペクトロメトリーを用いたDOBヒストン誘導体の分析
• シーフ塩基形成とピロロン形成のリジン残留物の調査.

主要な成果:

• ヌクレオソームDNAからのDOB切除は,フリーDNAより275〜1500倍速い.
• NCPにおけるDOBの半減期 (7. 0 - 16. 8分) は,他の基礎病変と細胞基礎部位の寿命よりも短い.
• ヒストンは,DNAリンク領域のDOB切除を触媒化する.
• シーフ塩基とピロロンの形成はDOBとヒストンライシン,翻訳後に改変されたライシンを含む間に起こります.

結論:

• 核体構造はDOB切除を著しく加速し,in vivoでは迅速な修復を示唆しています.
• DOBヒストンのアダクト形成と,その後のピロロンの形成は細胞内で行われる.
• これらのヒストンの改変は遺伝子発現の調節に影響を与え,DOB生成剤の細胞毒性に影響を与える可能性があります.