C. 塩基除去修復系でのイミン中間体

 これはレビュー:塩基除去修復の一部です。


C. Identification of Imine Intermediates in the BER Superfamily(p.1245-1245)

【 1. Endonuclease III 】
 KowとWallaceは早くからEndoIIIのN-glycosylaseとAP endonuclease活性は同じ触媒残基 が関与し同じ分子内で反応することを明らかにした。かれらはこれらの反応がSchiff base 中間体を経ていることも明らかにした。この中間体の形成はphosphodiester bondがβ-elimination によって切断されることを示唆している。しかしながらFPGやT4-EndoVとの場合と異なり触 媒に関与しているamineを同定することはできなかった。EndoIIIのX線結晶構造解析からactive siteは溶媒で満たされているポケットのHhHモチーフ近くにあることが分かった。Lys120と Asp138がポケットの入り口に位置し触媒に重要だと考えられた。実際K120Qは結合活性は同 じだったが活性は失われた。このことからEndoIIIではK120が求核剤として働いていると考 えられているがはっきりした証拠は見つかっていない。
 NaBH4の存在下でEndoIIIとthymine glycolは不可逆的に架橋を形成する。こ の特性を生かしてcalf thymusから哺乳類でのホモログを得た。32Pラベルをし たthymine glycolとNaCNBH3を部分的に精製した牛の酵素液を反応させたところ 、E. coli EndoIIIと高い相同性を持つ牛EndoIIIが得られた。またcDNAを用いヒト EndoIIIも得られた。


【 2. 酵母および哺乳類OG Glycosylaseにおける触媒残基リジンの同定 】
 牛EndoIIIの同定方法と同様な方法で酵母OG glycosylaseがVerdineらにより分離された。 彼らは還元APサイト(rAB)に対する高い親和性を用いてrAB affinity columnを初期精製に 用いた。その後NaBH4とOG:Cを反応させSDS-PAGEで分離した。この方法により、 2種類のOG glycosylase、yOGG1とyOGG2が同定された。配列からyOGG1はEndoIIIと高い相同 性を示しBER superfamilyに分類された。yOGG1の配列からmurineでのホモログmOGG1やヒト ホモログhOGG1も得られた。
 yOGG1のLys241と哺乳類OGG1のLys249がEndoIIIのLys120に対応する。これらをグルタミン に置き換えると活性が失われることからもこれらの残基が重要だと考えられる。NaBH4 で得られた中間体の部分分解産物をアミノ酸分析することでhOGG1ではLys249が触媒に働いて いると結論された。またK249Cは活性が失われているが、2-bromoethylamineによりLys249を γ-thialysineにすることで活性を持つようになる。こうしたことでhOGG1においてはLys249 がactive site amineとして働くことが明らかになった。BER superfamilyのglycosylase/lyase において高く保存されている活性残基としてのリジンが求核剤としてSchiff baseの形成と β-eliminationによるストランドの切断を担っている。





≪文献≫
Chem. Rev., 1998, Vol.98, No.3 1221-1261
Chemistry of Glycosylases and Endonucleases Involved in Base-Excision Repair
Sheila S. David, Scott D. Williams

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