酸化的脱アミノ化ヌクレオチドによる細胞障害とその防御機構の解明

阐明氧化脱氨基核苷酸引起的细胞损伤及其防御机制

基本信息

批准号：
08J03650
负责人：
猪山輝昭
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

ヌクレオチドは様々な生物学的反応において機能しているが、ヌクレオチドはさまざまな化学修飾を受けうる。このような修飾ヌクレオチドはヌクレオチドプールから取り除かれなければ、細胞に対して毒性を示す可能性がある。本研究は、酸化損傷ヌクレオチドであるITPとXTPにより機能阻害をきたす標的タンパク質ならびに新規損傷ヌクレオチド分解酵素の同定を目的としている。初年度(平成20年度)ではITP/XTP結合特性を持つタンパクを修飾ヌクレオチド結合タンパク質に対するスクリーニングを行い、イノシン三リン酸(ITP)、キサトシン三リン酸(XTP)、グアノシン三リン酸(GTP)結合タンパク質として、ヒトnucleoside diphosphate linked moiety X-type motif 16(NUDT16)タンパク質を同定した。2年目(平成21年度)ではNUDT16の生化学的特性を理解し、さらにin vitroレベル及び細胞・組織レベルでの解析を進めることで、目的タンパクの生物学的機能を明らかにすることとした。組み換えNUDT16タンパク質は検討した29のヌクレオチドの中から主にプリンヌクレオシド二リン酸または三リン酸をそのヌクレオシド一リン酸に加水分解した。さらに分解効率のよい基質について、反応速度パラメーター(K_m,K_<cat>)を算出し、NUDT16がIDP、dIDPを最もよい基質としていると考えられる。その上、NUDT16は(デオキシ)イノシン三リン酸([d]ITP)を中程度に加水分解した。NUDT16は大部分が核内、特に核小体内に局在していた。HeLa MR細胞でのNUDT16のノックダウンにより、S期での細胞周期遅延、細胞増殖の低下、核DNAの一本鎖切断の蓄積の増加、並びにRNA中のイノシンレベルの増加が引き起こされた。以上より、NUDT16が(デオキシ)イノシン二リン酸分解酵素であり、(d)ITPの悪影響から細胞を守るために主に核内で機能しうると結論した。

尽管核苷酸在多种生物反应中的作用，但核苷酸可以进行多种化学修饰。如果不从核苷酸池去除，这种修饰的核苷酸可能对细胞有毒。这项研究旨在鉴定靶向氧化受损的核苷酸ITP和XTP以及新型受损核苷酸降解酶的靶蛋白。 In the first year (2008), proteins with ITP/XTP binding properties were screened for modified nucleotide binding proteins, and human nucleoside diphosphate linked moiety X-type motif 16 (NUDT16) proteins were identified as inosine triphosphate (ITP), xasatosine triphosphate (XTP), and guanosine triphosphate (GTP)结合蛋白。在第二年（2009年），我们决定了解NUDT16的生化特性，并在体外，细胞和组织水平上进一步分析它们，以阐明靶蛋白的生物学功能。重组NUDT16蛋白主要从通过嘌呤核苷二磷酸或三磷酸研究的29个核苷酸水解为其单磷酸核苷。此外，对于具有高分解效率的底物，计算反应动力学参数（K_M，K_ <CAT>），并且认为NUDT16是IDP和DIDP作为最佳底物。此外，NUDT16中度水解（脱氧）三磷酸（[D] ITP）。 NUDT16主要位于核中，尤其是在核仁内部。 HELA MR细胞中NUDT16的敲低导致S期细胞周期延迟，减少细胞增殖，核DNA单链断裂的积累增加以及RNA中肌苷的水平增加。从以上，我们得出结论，NUDT16是（脱氧）二磷酸二磷酸降解酶，并且主要在细胞核中起作用，以保护细胞免受（d）ITP的不良影响。