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Impact of radiation damage on DNA determined by computational simulation

計算シミュレーションによる放射線DNA損傷の影響の解析

Pinak, M.

Pinak, M.

放射線によって生じるDNA損傷に関する分子動力学(MD)を用いた研究について紹介する。主眼点は、放射線によって生じる幾つかのタイプのDNA損傷の、それぞれに特異的な修復酵素による適切な認識という観点からみた構造の変化と静電ポテンシャルの変化である。ほとんどの場合に見られた変化は、損傷付近でのDNAの二重らせんの崩壊を招き、DNAと修復酵素の結合と複合体の形成の促進へと結びつける。安定したDNAと修復酵素の複合体形成は、一連の酵素的修復過程の開始に不可欠な条件である。このような構造変化に加えて、損傷部位では、静電エネルギーの変化も観られる。これらのエネルギー変化は、修復酵素が損傷部位と非損傷部位を見分けるための因子の一つではないかと考えている。

Review of molecular dynamics (MD) studies of several radiation-originated lesions on DNA molecules is presented. Main focus is to describe structural and energy changes in DNA molecule with the respect to proper recognition of the lesion by respective repair enzyme. In most cases the observed changes are related to overall collapsing of the double helical structure around the lesion and are considered to facilitate docking of the repair enzyme into the DNA and formation of DNA-enzyme complex. Stable DNA-enzyme complex is necessary condition for the onset of entire enzymatic repair process. In addition to the structural changes, specific values of electrostatic interaction energy are detected at several lesion sites. The specific electrostatic energy is considered as a factor that enables repair enzyme to discriminate lesion from native, non-damaged site.

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