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Computational study of recognition of DNA damages and their repair; 8-oxoguanine oxidative DNA damage with repair enzyme hOGG1

DNA損傷の認識とその修復の計算科学による研究; 8オキソグアニンと修復酵素hOGG1

Pinak, M.; Laaksonen, A.

Pinak, M.; Laaksonen, A.

DNAの構造変化とDNA-酵素の複合体形成の動的過程を調べるために、突然変異性の酸化DNA損傷である8-オキソグアニンとその修復酵素であるhOGG1について、DNAのみの系と、DNA-酵素の系についての分子動力学シミュレーションを行った。この結果、損傷部位での水素結合の解離がみられDNAの構造が局所的に崩壊することがわかった。また、8-オキソグアニンの向かい側の隣に位置する相補鎖上のアデニンがDNA二本鎖から外側に飛び出ることがわかった。さらに、8-オキソグアニンのあるDNAとhOGG1とは、MDシミュレーション開始から500psで安定な複合体を形成することがわかった。

The molecular dynamics (MD) simulations of DNA mutagenic oxidative lesion - 7,8-dihydro-8-oxoguanine (8-oxoG), single and complexed with the repair enzyme - human oxoguanine glycosylase 1 (hOGG1), were performed for 1 nanosecond (ns) in order to determine structural changes at the DNA molecule and to describe a dynamical process of DNA-enzyme complex formation. The broken hydrogen bonds resulting in locally collapsed B-DNA structure were observed at the lesion site. In addition the adenine on the complementary strand (separated from 8-oxoG by 1 base pair) was flipped-out of the DNA double helix. In the case of simulation of DNA and repair enzyme hOGG1, the DNA-enzyme complex was formed after 500 picoseconds of MD that lasted stable until the simulation was terminated at 1 ns.

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