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細胞:大腸菌のAlkBによる酸化的脱メチル化が、DNA塩基の損傷を直接復帰させる

Nature 419, 6903 doi: 10.1038/nature00908

メチル化剤は、細胞傷害、あるいは突然変異につながるDNA損傷を引き起こす。細胞はDNA中のメチル化された塩基の一部の除去には3‐メチルアデニン‐DNAグリコシラーゼを用いるが、他のメチル化損傷箇所には、O6‐メチルグアニン‐DNAメチルトランスフェラーゼを用いて、アルキル基を損傷箇所から酵素自身のシステイン残基へと転移させる。本論文では、高度に保存されたAlkBタンパク質が、これまでに例を見ない機構によってDNAのアルキル化損傷を修復することを報告する。AlkBでは、ヌクレアーゼ活性、DNAグリコシラーゼ活性、メチルトランスフェラーゼ活性は検出されないが、大腸菌alkB,変異体は一本鎖DNAに生じたメチル化損傷の除去修復ができない。タンパク質の理論的フォールド予測から、AlkBはFe(II)、α‐ケトグルタル酸依存性ジオキシゲナーゼに類似していると考えられている。このジオキシゲナーゼは、化学的に不活性な化合物を鉄‐オキソ中間体を経て酸化する酵素である。精製したAlkBは、一本鎖及び二本鎖DNAに生じた細胞傷害性の損傷である1‐メチルアデニンと3‐メチルシトシンを、酸素、 α‐ケトグルタル酸、Fe(II)に依存した反応によって修復することがわかった。AlkBは酵素として働いて、αケトグルタル酸の酸化的脱炭酸と共役させてDNA中のこれらのメチル化塩基を水酸化して修飾を受ける前の塩基に戻し、ホルムアルデヒドを遊離させる。

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