AtREV1, a Y-family DNA polymerase in Arabidopsis, has deoxynucleotidyl transferase activity

シロイヌナズナのYファミリーポリメラーゼのAtREV1は、で塩基挿入活性を持つ

高橋 真哉*; 坂本 綾子; 田中 淳; 清水 喜久雄*

Takahashi, Shinya*; Sakamoto, Ayako; Tanaka, Atsushi; Shimizu, Kikuo*

AtREV1はシロイヌナズナにおいて誤りがちなDNA損傷乗り越え複製にかかわることが予想されている。今回、さらに詳細な研究を行うために、大腸菌タンパク質過剰発現系を用いてAtREV1組み換えタンパク質を作成し、精製を行った。得られた精製タンパク質をプライマー伸長法で解析し、塩基挿入活性の測定を行った。その結果、AtREV1組み換えタンパク質はプライマー末端に1から2個の塩基を挿入した。特に、鋳型DNAの塩基にかかわらずシトシンを挿入する活性が高いことがわかった。また、AtREV1は、脱塩基部位を持つ鋳型DNAに対してもシトシンを挿入した。脱塩基部位は、細胞内の生理活性によって自発的につくられるほか、細胞をさまざまなDNA変異原に曝した際につくられることがわかっている。しかし、AtREV1は紫外線によってつくられる損傷を持つ鋳型DNAに対しては、塩基を挿入することができなかった。AtREV1は、マグネシウムイオン存在下では、ある程度の基質特異性を示したが、マンガンイオンの存在価では、より緩やかな基質特異性を示すことがわかった。以上の結果から、AtREV1タンパク質が"忠実度の低い"DNAポリメラーゼであることが明らかとなった。

To clarify the functions of AtREV1 protein, we expressed it in E. coli and purified it. The deoxynucleotidyl transferase activity of the recombinant AtREV1 was examined in a primer extension assay . The recombinant AtREV1 transferred one or two nucleotides to the primer end. Especially, it efficiently inserted dCMP regardless of the opposite base. AtREV1 also inserted a dCMP opposite the apurinic/apyrimidinic (AP) sites, which are physiologically generated or induced by various DNA-damaging agents. However, AtREV1 had no insertion activities against UV-inducible DNA lesions. Although the substrate specificity of AtREV1 was rather narrow in the presence of magnesium ion, it widened in the presence of manganese ion. These results suggest that AtREV1 serves as a deoxycytidyl transferase in plant cells.