鎖切断を含むクラスター損傷DNAの分子動力学シミュレーション

Molecular dynamics simulation of clustered DNA damage site including single strand brake

樋口 真理子; Pinak, M.; 斎藤 公明  

Higuchi, Mariko; Pinak, M.; Saito, Kimiaki

複数のDNA損傷が集中して生じたものをクラスターDNA損傷と呼ぶ。これは放射線によって生じるDNA損傷の特徴でもある。クラスター損傷になると単独の損傷よりも修復されにくくなるが、その詳細な原因は不明である。具体的な例では、8oxoGの相補鎖の数ベースペア離れた位置に別の損傷があると、修復酵素MutMによる8oxoGの修復が阻害される。阻害率の高さは損傷の種類によって異なり、-鎖切断は阻害率が高いが、鎖切断はAPサイトと同程度である。本研究では、分子動力学シミュレーションを用いて、クラスター損傷を持つDNAの構造を調べた。用いたモデル構造は3種類で、それぞれ8oxoGの相補鎖の1ベースペア離れた位置に、(1)-鎖切断,(2)鎖切断,(3)APサイトを配置した。これらのモデルを用いたシミュレーション結果と実験データとの比較により、修復阻害率とDNA構造変化の関係について議論する。

Ionizing radiation leads to clustered DNA damage sites. These sites are repaired with less efficiency than single lesions. So far the detail mechanism of repair of multiple lesions is not known. A lesion which locates within a few base pairs opposite to a 8oxo-G tends to inhibit excision of the 8oxo-G by repair enzyme MutM. The strength of inhibition effect is difference according to a kind of lesion. The inhibition effect of - single strand break (SSB) is stronger than that of SSB and abasic (AP) site. In this study, we present the results of molecular dynamics (MD) simulation, by comparing (1) - SSB, (2) SSB and (3) the AP site in cluster damaged DNA which is containing 8-oxoG. We discuss with the relation between the structural change of cluster damaged DNA and the inhibition effect.