Enzymatic recognition of radiation-produced oxidative DNA lesion; Molecular dynamics approach

放射線DNA酸化損傷に対する修復酵素による認識機構; 分子動力学的アプローチ

Pinak, M.

Pinak, M.

数種類のDNA損傷とそれぞれの修復酵素に関する分子動力学シミュレーションの結果を紹介する。修復酵素が損傷を適切に認識する要因としての、DNAの構造変化及び静電エネルギーの変化に焦点を絞った研究を行った。DNA塩基対間の水素結合ネットワークの崩壊や、DNAの折れ曲り等の重要な構造変化が観察された。このDNA構造の変化により修復酵素が損傷DNAに結合しやすい状況ができあがっていると考えられる。また、損傷したDNAと損傷のないDNAを修復酵素が識別するのを助けると考えられる静電エネルギーの変化も観察された。

Results of molecular dynamics (MD) studies of several lesions on DNA and their respective repair enzymes are 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. Pyrimidine and purine lesions were studied using MD simulation code Amber and respective force field modified for each lesion. The significant structural changes as breaking of hydrogen bonds network opening and bending the DNA double helix were observed. This collapsing of the double helical structure around the lesion is considered to facilitate docking of the repair enzyme into the DNA. Specific values of electrostatic interaction energy that enables repair enzyme to discriminate lesion from non-damaged site were also detected at several lesion sites.