植物におけるMutT/nudixタンパク質ファミリーの分子特性と環境ストレス耐性

植物MutT/nudix蛋白家族的分子特征及环境胁迫耐受性

• 批准号: 06J01015
• 负责人: 小川 貴央
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kinki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J01015/
• 关键词: Nudix hydrolase; ADP-ribose; NAD(H); PARP; PARG; シロイヌナズナ; 酸化ストレス; NADH; ポリ(ADP-リボシル)化; 酸化的DNA損傷; 8-oxo-(d)GTP

シロイヌナズナにはADP-ribose/NAD(P)Hを基質とするNudix hydrolaseが複数存在(AtNUDX2,6,7,10,14,19)した。そこで、Nudix hydrolaseアイソザイムによるADP-ribose/NADH代謝への関与について検討した。興味深いことに、AtNUDX2,7の過剰発現株により、パラコートによる酸化ストレス耐性能が向上した。CE-ESI-MS/MSによる解析の結果、コントロールと比較して、AtNUDX2過剰発現株では通常および酸化ストレス条件下におけるADP-ribose量が減少していた。また、酸化ストレス下において、種々の細胞応答の制御に機能するポリ(ADP-リボシル)化サイクルに関連するPARPおよびPARGの発現誘導が認められた。さらに、AtNUDX2過剰発現株では酸化ストレス条件下におけるNAD+およびATP量の減少が野生株よりも抑制されていた。以上より、AtNUDX2はポリ(ADP-リボシル)化サイクルから生成する遊離ADP-リボースのリサイクルにより、細胞内エネルギー状態を維持することで酸化ストレス耐性に寄与していることが示唆された。一方、シロイヌナズナにおいて酸化ヌクレオチドである8-oxo-dGTP分解活性を有するNudix hydrolaseは、細胞質局在型のAtNUDX1のみであることが明らかになった。そこで、AtNUDX1がDNAおよびRNAの酸化損傷に対する防御機構に果たす役割について解析した。AtNUDX1は大腸菌mutT欠損株における8-oxo-GTPによるmRNAへの転写エラー発生頻度をも抑制した。また、シロイヌナズナnudix1破壊株では、野生株と比較してゲノム中の8-oxo-グアニン量が通常条件下で約1.5倍に、パラコートによる酸化ストレス条件下で約2倍に増加していた。これらのことから、AtNUDX1[8-oxo-(d)GTP pyrophosphatase]は細胞質のヌクレオチドプールを浄化することで、酸化ヌクレオチドの核ゲノムへの取り込みを防いでいることが示された。

拟南芥有多种使用 ADP-核糖/NAD(P)H 作为底物的 Nudix 水解酶 (AtNUDX2、6、7、10、14、19)。因此，我们研究了 Nudix 水解酶同工酶在 ADP-核糖/NADH 代谢中的参与情况。有趣的是，AtNUDX2,7 过表达菌株提高了耐受百草枯诱导的氧化应激的能力。根据CE-ESI-MS/MS分析的结果，与对照相比，AtNUDX2过表达菌株在正常和氧化应激条件下ADP-核糖的量减少。此外，在氧化应激下，诱导了参与聚（ADP-核糖基）循环的PARP和PARG的表达，聚（ADP-核糖基）循环在控制各种细胞反应中发挥作用。此外，与野生型菌株相比，AtNUDX2 过表达菌株在氧化应激条件下 NAD+ 和 ATP 水平的下降受到更多抑制。这些结果表明，AtNUDX2 通过回收聚（ADP-核糖基）化循环中产生的游离 ADP-核糖来维持细胞内能量状态，从而有助于抵抗氧化应激。另一方面，研究表明，拟南芥中唯一具有降解氧化核苷酸8-oxo-dGTP活性的Nudix水解酶是细胞质定位的AtNUDX1。因此，我们分析了AtNUDX1在DNA和RNA氧化损伤防御机制中的作用。 AtNUDX1 还抑制了大肠杆菌 mutT 缺陷菌株中 8-oxo-GTP 诱导的 mRNA 转录错误的频率。此外，在拟南芥 nudix1 破坏的菌株中，与野生型菌株相比，基因组中 8-氧代鸟嘌呤的量在正常条件下增加了约 1.5 倍，在百草枯引起的氧化应激条件下增加了约 2 倍。这些结果表明 AtNUDX1 [8-oxo-(d)GTP 焦磷酸酶] 通过纯化细胞质核苷酸库来防止氧化核苷酸掺入核基因组。

项目成果

シロイヌナズナミトコンドリア局在型Nudix hydrolaseによるヌクレオシド2-リン酸類縁体の代謝

拟南芥线粒体定位的 Nudix 水解酶对核苷 2-磷酸类似物的代谢

• 发表时间: 2008
• 作者: 薮田 行哲;小川 貴央;吉村 和也;重岡 成;Szymon GRZELAK;小川貴央;Szymon GRZELAK;吉村和也
• 通讯作者: 吉村和也

ロイヌナズナ細胞質型ADP-リボース/NADHピロホスファターゼの生理機能の機能解析

红藻细胞质ADP-核糖/NADH焦磷酸酶生理功能的功能分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Ogawa;T.;吉村和也;小川 貴央
• 通讯作者: 小川 貴央

シロイヌナズナ8-oxo-(d)GTP pyrophosphohydrolase, AtNUDX1によるヌクレオチドプールの浄化

通过拟南芥 8-oxo-(d)GTP 焦磷酸水解酶 AtNUDX1 纯化核苷酸库

• 发表时间: 2007
• 作者: 小川貴央

Molecular characterization of organelle-localized Nudix hydrolases in Arabidopsis thaliana.

拟南芥中细胞器定位的 Nudix 水解酶的分子特征。

• 发表时间: 2007
• 作者: Ogawa;T.
• 通讯作者: T.

シロイヌナズナCoA pyrophosphohydrolaseの分子特性と機能解析

拟南芥CoA焦磷酸水解酶的分子特性及功能分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 薮田 行哲;小川 貴央;吉村 和也;重岡 成;Szymon GRZELAK;小川貴央;Szymon GRZELAK;吉村和也;Szymon Grzelak;石川和也;Szymon GRZELAK;吉村和也;Szymon GRZELAK;小川貴央;伊藤大輔
• 通讯作者: 伊藤大輔