Molecular dynamics of formation of TD lesioned DNA complexed with repair enzyme-onset the enzymetic repair process

Pinak, M.*

Journal of Molecular Structure; THEOCHEM, 499, p.57 - 70, 2000/03

DNA損傷のひとつであるチミンダイマー(TD)が修復酵素によって除去される過程は、酵素とDNAと複合体の形成に始まる。本研究では、酵素-DNA複合体形成のメカニズム解明のために、TDがあるDNAと、酵素の活性中心部位のみからなる系の500ピコ秒間の分子動力学シミュレーションを行った。TDは紫外線によって誘発されるDNA損傷、T4エンドヌクレアーゼVはTDに特異的な修復酵素である。これら2種類の分子を同一セル内に配置し、相対的な動きを計算した。特に、酵素-DNA複合体の形成における静電エネルギーの役割に重点を置いた。最初の100ピコ秒間に、酵素の一部は静電力とファンデルワールス力によってDNAの損傷部位に接近して結合し、500ピコ秒までの間安定な状態を維持した。計算の最初の段階で、酵素とTDの間の正の静電作用が働き、酵素はDNAに接近した。また、酵素とDNAの間に形成された水素結合が、複合体を安定に保つ役割を果たした。比較のために、損傷のないDNAについても同様の計算を行ったが、この場合には酵素とDNAの間には負の静電作用が働き、複合体は形成されなかった。