DNA修復

◆ DNA修復 ◆
＝熱・紫外線・放射線などの攻撃と闘う生体分子の例＝
※2011年3月11日に発生した東日本大震災による福島第一・第二原子力発電所の事故を機に（詳細はリンク集参照）
→ 生命を知り生命に学ぶ｜ DNAの脆弱性と強靭性｜甲状腺ホルモンと受容体（ヨウ素剤情報掲載） ←

hOGG1 ｜ Ku70/Ku80 ｜放射線抵抗性細菌｜参考：紫外線とDNA修復 ∥ リンク集｜ニュース例

バックボーン　二次構造　DNA/RNA（ATGCU，backbone）
全選択　タンパク質選択　リガンド選択
DNA/RNA選択　同backbone選択
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

ヒト8-オキソグアニンDNAグリコシラーゼ（hOGG1、損傷DNA修復酵素）／DNA複合体1ebm → PDBデータ
※PDBj解説 PDB:1EBM参照

●アミノ色表示の凡例
ASP　GLU　CYS　MET　LYS　ARG　SER　THR　PHE　TYR　ASN　GLN　GLY　LEU　VAL　ILE　ALA　TRP　HIS　PRO
●酸性・中性〈芳香族〉・塩基性アミノ酸区別表示の凡例
ASP　GLU　GLY　ALA　VAL　LEU　ILE　CYS　SER　THR　ASN　GLN　PRO　MET　PHE　TYR　TRP　LYS　ARG　HIS
●極性〈酸性・塩基性〉・非極性（疎水性）アミノ酸区別
SER　THR　TYR　CYS　ASN　GLN　ASP　GLU　LYS　ARG　HIS　GLY　ALA　VAL　LEU　ILE　PHE　PRO　MET　TRP
●疎水性インデックス順
ARG　LYS　ASN　ASP　GLN　GLU　HIS　PRO　TYR　TRP　SER　THR　GLY　ALA　MET　CYS　PHE　LEU　VAL　ILE
●有機概念図I/O値順（特性基 R）
ASN　SER　ASP　GLN　GLU　THR　ARG　HIS　GLY　LYS　TYR　TRP　CYS　MET　PRO　PHE　ALA　VAL　LEU　ILE
●等電点順
ASP　GLU　CYS　ASN　PHE　GLN　TYR　SER　MET　TRP　VAL　GLY　LEU　ALA　ILE　THR　PRO　HIS　LYS　ARG

バックボーン　二次構造　DNA/RNA（ATGCU，backbone）
全選択　タンパク質選択　リガンド選択
DNA/RNA選択　同backbone選択
A鎖（Ku70）選択　B鎖（Ku80）選択
Ku70中の3リシン残基（K317, K331, K338）選択 *
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

Kuタンパク質（2本鎖切断DNA修復タンパク質；Ku70，Ku80)／DNA複合体1jey　→ Jmolトピック
※参考
放射線障害研究グループ : 研究活動・成果『 4. 分子レベルの解析』（放射線医学総合研究所）
新原子力基盤クロスオーバー研究「低線量域放射線に特有な生体反応の多面的解析」 *の3リシン残基選択はPDFのp.31（下図左掲載）参照
寺岡弘文，『DNA二重鎖切断修復・細胞がん化の研究から“滅核”への論理』，「科学」2013年1月号，p.34図2にKuタンパク質
今月の分子 271: 非相同末端結合超複合体（Non-Homologous End Joining Supercomplexes）（PDBj，2022/07） [NEW!] ｜ Molecule of the Month（PDB）

左端図のみ文献p.31より。右図はクリックで拡大。

PyMOLによる表示例

バックボーン　二次構造
全選択　タンパク質選択　リガンド選択
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

DNA修復酵素（放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラディオデュランス）2v1c → PDBデータ
※参考
長沼毅・藤崎慎吾，「辺境生物探訪記」，p.287，光文社新書(2010) ｜長沼毅・藤崎慎吾，『辺境生物探訪記第4回』（科学未来館）
デイノコッカス・ラディオデュランス - Wikipedia ｜極限環境微生物 ∥ Deinococcus radiodurans
極限環境で生きる微生物7選：画像ギャラリー(5/7)（WIRED VISION，2009/07/08）

バックボーン　二次構造　DNA/RNA（ATGCU，backbone）
全選択　タンパク質選択　リガンド選択　XG4選択
DNA/RNA選択　同backbone選択
空間充填　球棒　球60％　スティック　針金
アミノ色　Chain色　CPK色　∥　Jmol色　Rasmol色
リガンドの元素記号表示
酸性・中性・塩基性区別　極性・非極性区別
疎水性インデックス順　I/O値順（特性基 R）　等電点順
コンホメーション選択性（αヘリックス・βストランド）
水素結合表示
S-S結合表示（太）　S原子（Protein中）空間充填
ドット表面表示　回転
背景・黒　灰　白　紺

参考（紫外線とDNA修復）：DNAポリメラーゼη3mr6 → PDBデータ
※参考：名古屋大学医学部・大学院医学系研究科ゲノム動態制御学｜ Nature ハイライト：DNAポリメラーゼの構造

3mr6_XG4（DNAポリメラーゼη；リガンドGOL含む） → PDBsumデータ
I'/O'＝1.0441
CPK色　酸性・中性・塩基性　I/O値順
背景・黒　灰　白　紺
XG4選択｜空間充填　球棒　球60％
※参考：Nature 今週のハイライト（2010/06）

【参考図】

すべての地球上生物の出発点であるDNA。遺伝情報を支える4種類の塩基（ATGC）と水素結合。
※生体分子のかたちの不思議参照

セントラルドグマとRNAワールド
※「生命はいかに創られたか」（柳川弘志，TBSブリタニカ，1991) を参考に作成

紫外線によって生成するチミンダイマーの例 1（PDBデータ1N4Eより）。→が正常なチミン，→が二量化体。塩基はATGCUで色分け。
※参考：DNAとRNAのいろいろな姿｜チミン二量体を含むDNAの例（PDBデータ1T4Iより；Chime版）
※参考：チミン２量体（PDBj 今月の分子，2007/07）

チミンダイマーの例 2（PDBsumデータ3mfi_DTP（dATP＋チミン二量体＋DOC）
※DNAとRNAのいろいろな姿にデータ掲載；Nature資料のb図参照

He原子の構造図を利用して示すα粒子（α線），β粒子（β線），中性子（中性子線）
※図の⁴Heは安定で放射性ではない。
※核反応ではα線・β線（β^-線。陽電子のβ⁺線を出すβ⁺崩壊もある）・中性子線と下記γ線は放射性同位体の原子核から放出され，X線は核外から放出される。

電磁波（光）の種類とγ線・X線

原子炉内のおもな放射性核種となる元素（下記文献掲載元素にUを赤マークで追加）
※引用：岩波新書「原発を終わらせる」p.76（原子力資料情報室作成，放射能ミニ知識も参照）より

制作：理化学研究所オミックス基盤研究領域
※製作協力：武村研究室 | 東京理科大学大学院科学教育研究科

●関連ページ・参考文献

「生活環境化学の部屋」ホームページ｜ Jmol版「分子の学習帳」｜ Chime版「分子の学習帳」