成功人工转换一种蛋白质的功能，利用光来修复被紫外线损伤的DNA

生命科学与应用化学研究生院和中心主任 Daichi Yamada 博士 (^当前御茶水女子大学)等人的小组被紫外线破坏DNA可以通过在使用光能治愈的蛋白质中进行简单的氨基酸突变来治愈的损伤DNA的类型这项研究是与东京大学分子细胞生物学研究所 Akio Kitao 副教授及其团队共同研究的结果。

　

被紫外线损坏DNA光固化蛋白质

光中含有的紫外线对生物有害。那是因为生物有紫外线DNA被损坏并形成了这种损坏DNA导致细胞死亡和癌症。生物遭受这种损害DNA其中之一受到损坏DNA，而称为光活化酶的酶负责此过程。也有伤害DNA是持续专业发展输入和(6-4)光复活酶有两种类型，称为类型，据报道光复活酶可以独立治愈每种类型（图1）。对这些光复活酶的研究被纳入了去年获得诺贝尔化学奖的研究中，并且正在世界各地积极进行，但仍然没有什么证据表明每种光复活酶都能治愈损伤。DNA类型的因素，我们知之甚少。

图 1 被紫外线损坏DNA（持续专业发展类型，(6-4)类型) 光固化蛋白质（光活化酶）

　

光复活酶功能的相互交换

因此，Kandori教授的团队将重点放在了组成光复活酶的氨基酸上，结果只有部分氨基酸受到了破坏DNA可治愈的伤害DNA的类型。特别是，光活化酶被破坏DNA相互作用的结合位点附近的氨基酸。 （图2）。伤害DNA持续专业发展类型更好(6-4)与模具相比，它具有更大的结构（图2）A）。事实上，如果你查看每个结合位点，持续专业发展类型更好(6-4)结合位点似乎比该类型的结合位点更大（图 2B）。因此，调节结合位点大小的氨基酸可以修复损伤DNA的类型方面发挥重要作用

图 2(A) 持续专业发展输入并(6-4)输入叠加图(B)每种光激活酶的结合位点

　

　Kandori 教授的小组第一(6-4)治愈霉菌的光活化酶结合位点周围的一些氨基酸持续专业发展用一种可以治愈霉菌的酶替代突变酶 ((6-4)类型修复→持续专业发展型修复）被创建并测量其功能，发现如果至少三个氨基酸发生突变，持续专业发展我发现霉菌可以治愈。另一方面，相反方向的突变（持续专业发展类型修复→(6-4)用于类型修复）损坏DNA的结合位点的所有氨基酸（11）被替换了，没有发生功能转换，原有的功能也丧失了，导致无法修复任何东西。这表明光复活酶之间的功能转换是不对称的（图3）。

图 3 不对称光活化酶之间的功能转换

　

通过计算再现结构

　针对这些结果，Akio Kitao副教授的小组成功地利用计算机转换了突变酶的功能（(6-4)类型修复→持续专业发展type Repair) 的结构时，持续专业发展霉菌损坏DNA的键合状态已转载，持续专业发展类型伤害DNA的修复机制通过实验和计算。另一方面，功能转换不成功的突变酶（持续专业发展类型修复 →(6-4)当我在计算机上查看有关24651_24680|类型修复)(6-4)霉菌损坏DNA的键态与自然结构不同。这被认为是功能转换不成功的原因。(6-4)霉菌损坏DNA这是通过更复杂的反应机制实现的，并已在实验和理论上得到证明。

　根据这项研究，持续专业发展向类型修复的功能转换是通过简单地替换结合位点的氨基酸来实现的，因此可以说结合位点的氨基酸是对功能最重要的氨基酸。然而，(6-4)仅替换结合位点的氨基酸未能成功实现类型修复的功能转换。(6-4)我们发现，为了成功地将功能转换为类型修复，需要大量的氨基酸取代。这些结果表明，可以通过光活化酶来治愈损伤DNA的控制机制的重要知识。这次获得的结果也有望有助于改善因紫外线损伤修复系统缺陷引起的遗传性疾病，以及开发可能导致皮肤癌预防药物开发的新分子。