Thymine glycol and 8-oxoguanine lesioned DNA-structural and energetical changes as onset of enzymatic recognition and repair; Large scale MD simulations of biomolecules

チミングリコール(thymine glycol)と8-オキソグアニン(8-oxoguanine)塩基損傷を持つDNA-DNA修復酵素による損傷部位認識と修復過程における構造変化とエネルギー変化の役割; 生体分子に対する大規模MDシミュレーション

Pinak, M.; 根本 利之*

Pinak, M.; Nemoto, Toshiyuki*

われわれは、DNA分子上に生じる酸化損傷部位の修復酵素による特異的認識の機構を解明することを目的に、分子動力学(MD)的研究を進めている。酵素による損傷部位の認識、及びDNAと酵素タンパク質の安定な複合体の形成はそれに続く損傷部位修復プロセスを開始するために必須の条件である。これらの研究を遂行するために、チミングリコールと8-オキソグアニンという2種類のDNA損傷に注目し、MDシミュレーションプログラム,AMBER5.0及びAMBER7.0を用い、数百ピコセカンドのオーダーでシミュレーションを行った。なお、上述のような大規模な系を扱えるように、AMBERのプログラムを一部変更しベクトル化した。また、シミュレーションは、FUJITSU VPP5000/64(ベクトル並列処理型HITACHI SR8000及びFUJITSU PRIMEPOWER:並列処理型)の各スーパーコンピュー上で行った。

The molecular dynamics (MD) studies of oxidative lesions on DNA molecules are presented with respect to the proper recognition of lesions by their respective repair enzymes. The recognition of lesion and the formation of stable DNA-enzyme complex are necessary conditions for the onset of the enzymatic repair process. Two DNA lesions, thymine glycol and 8-oxoguanine were subjected to the MD simulations for several hundreds picoseconds using MD simulation codes AMBER 5.0 and AMBER 7.0. Amber was changed and partly vectorized to be able to handle this large systems. Simulations were performed on FUJITSU VPP5000/64 vector/parallel type, the HITACHI SR8000 and FUJITSU PRIMEPOWER parallel types supercomputers.