相同組換え修復におけるRAD52反応中間体の構造生物学的研究

RAD52反应中间体在同源重组修复中的结构生物学研究

• 批准号: 10J02699
• 负责人: 齋藤 健吾
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02699/
• 关键词: DNA修復; 相同組換え修復機構; X線結晶構造解析; RAD52; 相同組換え; X線結晶構造; DNA結合タンパク質; 翻訳後修飾

本研究の意義は、相同組換え反応経路において未だ明らかにされていない反応ステップのメカニズムを明らかにする点にある。メカニズムが未知の反応ステップとして一本鎖DNAアニーリング反応とメディエーター反応があり、そのいずれの反応ステップでも中心となって働くタンパク質がRAD52である。従って、本研究ではRAD52に着目して解析を行った。本年度は一本鎖DNAアニーリング反応のメカニズムを明らかにするためにRAD52・一本鎖DNA複合体の結晶構造解析を行った。SPring-8放射光施設およびPhoton Factory放射光施設にてX線回折実験を行った結果、4種類のDNAとRAD52との複合体の立体構造を明らかにすることに成功した。今回明らかにした立体構造は世界で初となるRAD52の反応中間体の立体構造であり、一本鎖DNAアニーリング反応のメカニズムを明らかにするための重要な知見を与えた。また、メディエーター反応のメカニズムを明らかにするために様々な生化学的解析を行った。その結果、RAD52上の2つのアミノ酸がメディエーター反応に重要であることを明らかにした。RAD52が触媒するメディエーター反応のメカニズムは現在までに全く明らかにされておらず、今回の解析結果はメディエーター反応のメカニズムを明らかにするための重要な知見を示したと言える。このように本研究では磁D52が触媒する二つの反応においてメカニズムの一端を明らかにすることに成功した。いずれの発見も世界で初めてとなるものであり、相同組換え修復機構のメカニズムを明らかにするための重要な発見であると言える。

这项研究的意义在于揭示了同源重组反应途径中尚未阐明的反应步骤的机理。单链DNA退火和介体反应是机制未知的反应步骤，而RAD52是在这两个反应步骤中发挥核心作用的蛋白质。因此，在本研究中，我们将分析重点放在 RAD52 上。今年，我们分析了RAD52/单链DNA复合物的晶体结构，以阐明单链DNA退火反应的机制。通过在SPring-8同步加速器辐射设施和Photon Factory同步加速器辐射设施进行X射线衍射实验，我们成功地阐明了四种DNA和RAD52的复合物的三维结构。此次揭示的3D结构是全球首个RAD52反应中间体的3D结构，为阐明单链DNA退火反应机制提供了重要知识。我们还进行了各种生化分析以阐明介体反应的机制。结果表明，RAD52 上的两个氨基酸对于介体反应很重要。 RAD52催化的介体反应的机制至今尚未阐明，本次分析的结果可以说为阐明介体反应的机制提供了重要的知识。这样，本研究成功阐明了磁性D52催化的两个反应的部分机理。这两项发现均为世界首创，可以说是阐明同源重组修复机制的重要发现。

项目成果

シトルリン化タンパク質PAD4のSNP変異体の解析

瓜氨酸蛋白 PAD4 的 SNP 变异分析

• 发表时间: 2010
• 作者: 堀越直樹;立和名博昭;齋藤健吾;香川亘;西村善文;佐藤衛;山田道之;胡桃坂仁志
• 通讯作者: 胡桃坂仁志

RAD52-ssDNA複合体の結晶構造解析

RAD52-ssDNA 复合物的晶体结构分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 齋藤健吾;香川亘;小野寺圭一;胡桃坂仁志
• 通讯作者: 胡桃坂仁志

出芽酵母Rad51によるD-loop形成促進のためのRad52第二DNA結合部位の機能

Rad52 第二 DNA 结合位点促进酿酒酵母 Rad51 形成 D 环的功能

• 发表时间: 2011
• 作者: 井上仁;Jin Inoue;新井直人
• 通讯作者: 新井直人

ヒトと酵母のDNA修復タンパク質Rad52の機能比較

人类和酵母 DNA 修复蛋白 Rad52 的功能比较

• 发表时间: 2009
• 作者: 香川亘;齋藤健吾;杉山修世;胡桃坂仁志
• 通讯作者: 胡桃坂仁志

発ガン防御に重要な相同組換えの分子機構

同源重组的分子机制对癌症保护很重要

• 发表时间: 2010
• 期刊: 最新医学 乳がん-基礎と臨床の架け橋-
• 作者: 齋藤健吾;香川亘;胡桃坂仁志
• 通讯作者: 胡桃坂仁志