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observed by neutron diffraction measurements新井 栄揮; 茶竹 俊行*; 大原 高志; 栗原 和男; 田中 伊知朗*; 鈴木 喜大*; 藤本 瑞*; 水野 洋*; 新村 信雄
Nucleic Acids Research, 33(9), p.3017 - 3024, 2005/05
被引用回数：93 パーセンタイル：82.49(Biochemistry & Molecular Biology)本研究ではB型DNA十量体d(CCATTAATGG)について、X線及び中性子結晶構造解析を行い、多くの水和水について水素原子位置を含めて決定することに成功した。DNA二重らせん周辺の水和パターンは、核酸の構造と機能に重要な役割を果たすと考えられている。特に、AT塩基対が連なる領域のMinor groove(副溝)内には、六角形状の水和パターンが存在することが知られていた。しかし、それはX線結晶回折によって明らかにされた水分子の酸素原子位置から予想されたものであった。今回、水和水の水素原子位置が決定できたことにより、水分子の配向を含めた詳細な水和水ネットワークの様子が明らかになった。これにより、水和パターンは単純な六角形だけでは表せず、これまでの予想よりも数多くの水素結合がDNA鎖-水分子間に存在することが明らかになった。
Pinak, M.
JAERI-Research 2002-016, 31 Pages, 2002/09
JAERI-Research-2002-016.pdf:1.68MB
突然変異を誘発するDNA酸化損傷 である8-oxoGについて、損傷DNAの単独存在下、及びヒト修復酵素オキソグアニングリコシレース1 (hOGG1)との共存下で分子動力学的シミュレーションを行い、DNA分子の構造変化とDNA-酵素複合体の形成に関わる動力学的過程の検討を行った。シミュレーションには、中心位に8-oxoG分子を挿入したB型DNAヌクレオチド鎖を用いた。DNAのみのシミュレーションでは、水素結合の切断によって部分的に構造が破壊されたB型DNAが観察され、8-oxoG挿入位から1塩基対分離れた相補鎖側のアデニンがDNA二重鎖からフリップアウトしていた。DNAと修復酵素hOGG1共存下のシミュレーションでは、分子動力学的シミュレーション開始後500psでDNA-酵素複合体が形成され、シミュレーションが終了する1ns後まで安定していた。アルギニン313のN末端は、8-oxoGを持つヌクレオチドのリン酸ジエステル結合に近接し、酵素のアミノ酸とDNA損傷との化学反応を可能にしている。8-oxoGの5'位のリン酸ジエステル結合は、アルギニン313のN末端に近接した位置に移動していた。さらに、DNAと酵素の近接箇所では水分子を介した水素結合が形成され、複合体の安定性を高めていた。
Pinak, M.
Journal of Molecular Structure; THEOCHEM, 583(1-3), p.189 - 197, 2002/04
突然変異に関与する酸化DNA損傷8-オキソグアニン(8-oxoG)の局部的な構造とエネルギーへの影響を、分子動力学(MD)シミュレーションによって調べた。8-oxoGを15塩基対のB-DNAの中央に位置するグアニンと置換した系で、計算コードAMBER5.0を用いて2nsのMDシミュレーションを行った。損傷部分では、水素結合の崩壊が生じB-DNA構造が部分的にゆがむことが観測された。8-oxoGの向かいの(対をなす)シトシンに隣接するアデニンは、DNA二重らせんからはじき出されることがわかった。この構造の変化が、修復酵素が損傷DNAと結合する上で好都合であると推測される。また、DNA構造の不安定性は、8-oxoGを含むヌクレオチドと隣のヌクレオチドとの間の強い静電的な斥力により生じることことが示された。
新井 栄揮; 茶竹 俊行; 峯崎 善章*; 新村 信雄
Acta Crystallographica Section D, 58(Part 1), p.151 - 153, 2002/01
被引用回数：23 パーセンタイル：81.19(Biochemical Research Methods)B型DNA+量体d(CCATTAATGG)を用い、結晶化の相図を作製することにより、中性子結晶回折実験に適した巨大単結晶を得ることに成功した。30%(v/v)のMPD(2-methyl-2,4-pentandiol)存在下において作製したDNAとMgCl濃度に関する相図では、MgClが~100mM近傍でDNAの溶解度が最小になることが判明した。この溶解度最小付近の溶液条件で得たDNA結晶は1.7
1.30.6mmの体積を有し、中性子回折実験に十分適していることが判明した。
