損傷が近接する二本鎖切断と蛋白質Kuの結合

Ku binds to complex damaged double strand break DNA

樋口 真理子; Pinak, M.

Higuchi, Mariko; Pinak, M.

DNAの二本鎖切断はNHEJ(non-homologous end joining)過程によって修復される。ところが、鉄イオンの照射によって生じた二本鎖切断の修復は、X線照射によって生じたものよりも時間がかかることがわかっている。鉄イオンの方がDNA損傷を集中して発生させ、二本鎖切断に近接した他の損傷が修復を遅らせているのではないかと考えることができる。これを確かめるための第一歩として、NHEJ過程で最初にDNAと結合するKuと二本鎖切断近傍に酸化損傷を配置したDNAとの結合状態を分子動力学シミュレーションの手法を用いて調べた。その結果、酸化損傷が二本鎖切断の近傍にあると、Kuとの結合状態で構造揺らぎはやや大きくなった。しかし、DNAの構造エントロピーの結合による変化を調べると、両者には大きな差がないことがわかった。今後、DNAとKuの間の相互作用も調べる必要があるが、DNAの構造揺らぎの点ではKuと二本鎖切断の結合に関して酸化損傷の影響は小さいと考えられる。

Double strand break (DSB) of DNA is repaired by non-homologous end joining (NHEJ). Repair DSB due to high-LET (linear energy transfer) iron-ion radiation takes longer time than that due to low-LET X rays. DNA damages due to high-LET iron-ion radiation are more condensed than that due to low-LET X rays. Such DSB with other lesions is called complex DSB. The question is why other lesions near DSB cause delay to repair DSB. The first step of NHEJ is considered binding of Ku70/80 to DSB. One reason of delay to repair complex DSB may be inhibition binding of Ku to complex DNA. The aim of this study is clarify if the complex DSB caused inhibition binding of Ku or not. In this study, we present result of molecular dynamics simulation of Ku and DNA including 8oxoG located on interaction region with Ku. The fluctuation of DNA including 8oxoG bound Ku was rather larger than that of native DNA bound Ku. But, binding structural entropy of DNA including 8oxoG was similar as that of native DNA.