解説

2-オキソグルタル酸依存性ジオキシゲナーゼの多様性と進化

Vol.54 No.9 Page. 640 - 649 (published date : 2016年8月20日)
河合 洋介1, 小埜 栄一郎2, 水谷 正治3
  1. 東北大学東北メディカル・メガバンク機構
  2. サントリーグローバルイノベーションセンター（株）
  3. 神戸大学大学院農学研究科
vol54_9

 

概要原稿

2-オキソグルタル酸依存性ジオキシゲナーゼ（2OGD）は二価鉄を含む水溶性のジオキシゲナーゼであり，低分子化合物からタンパク質やDNAまで様々な生体分子に対して水酸化や脱メチル化など多彩な酸化反応を触媒する．2OGDは細菌から植物，動物まで広く存在しており，ヒトには約60個，各植物種のゲノムには0.5%を占める2OGD遺伝子が存在しているが，進化系統解析に基づく分類命名法は確立されていない．本解説では，生物界全体の2OGDを比較解析し，2OGDの進化と多様性，および代謝活性の有用性について考察する．

リファレンス

  1. 1) Y. Kawai, E. Ono & M. Mizutani: Plant J., 78, 328 (2014).
  2. 2) R. P. Hausinger: Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol., 39, 21 (2004).
  3. 3) I. J. Clifton, M. A. McDonough, D. Ehrismann, N. J. Kershaw, N. Granatino & C. J. Schofield: J. Inorg. Biochem., 100, 644 (2006).
  4. 4) S. Markolovic, S. E. Wilkins & C. J. Schofield: J. Biol. Chem., 290, 20712 (2015).
  5. 5) B. I. Fedeles, V. Singh, J. C. Delaney, D. Li & J. M. Essigmann: J. Biol. Chem., 290, 20734 (2015).
  6. 6) S. Martinez & R. P. Hausinger: J. Biol. Chem., 290, 20702 (2015).
  7. 7) F. P. Guengerich: J. Biol. Chem., 290, 20700 (2015).
  8. 8) H. Kataoka, Y. Yamamoto & M. Sekiguchi: J. Bacteriol., 153, 1301 (1983).
  9. 9) R. Hieta & J. Myllyharju: J. Biol. Chem., 277, 23965 (2002).
  10. 10) S. Yamaguchi: Annu. Rev. Plant Biol., 59, 225 (2008).
  11. 11) S. G. Thomas, A. L. Phillips & P. Hedden: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96, 4698 (1999).
  12. 12) L. Britsch, B. Ruhnau-Brich & G. Forkmann: J. Biochem., 267, 5380 (1992).
  13. 13) T. A. Holton, F. Brugliera & Y. Tanaka: Plant J., 4, 1003 (1993).
  14. 14) K. Saito, M. Kobayashi, Z. Gong, Y. Tanaka & M. Yamazaki: Plant J., 17, 181 (1999).
  15. 15) A. J. Hamilton, M. Bouzayen & D. Grierson: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88, 7434 (1991).
  16. 16) Y. Kawai, E. Ono & M. Mizutani: Plant Biotechnol., 31, 579 (2014).
  17. 17) L. Chae, T. Kim, R. Nilo-Poyanco & S. Y. Rhee: Science, 344, 510 (2014).
  18. 18) S. Mordechai, L. Gradstein, A. Pasanen, R. Ofir, K. El Amour, J. Levy, N. Belfair, T. Lifshitz, S. Joshua, G. Narkis et al.: Am. J. Hum. Genet., 89, 438 (2011).
  19. 19) T. Hautala, M. G. Byers, R. L. Eddy, T. B. Shows, K. I. Kivirikko & R. Myllylä: Genomics, 13, 62 (1992).
  20. 20) R. Vanacore, A. J. Ham, M. Voehler, C. R. Sanders, T. P. Conrads, T. D. Veenstra, K. B. Sharpless, P. E. Dawson & B. G. Hudson: Science, 325, 1230 (2009).
  21. 21) M. Terajima, I. Perdivara, M. Sricholpech, Y. Deguchi, N. Pleshko, K. B. Tomer & M. Yamauchi: J. Biol. Chem., 289, 22636 (2014).
  22. 22) R. S. Singleton, P. Liu-Yi, F. Formenti, W. Ge, R. Sekirnik, R. Fischer, J. Adam, P. J. Pollard, A. Wolf, A. Thalhammer et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 111, 4031 (2014).
  23. 23) C. Loenarz, R. Sekirnik, A. Thalhammer, W. Ge, E. Spivakovsky, M. M. Mackeen, M. A. McDonough, M. E. Cockman, B. M. Kessler, P. J. Ratcliffe et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 111, 4019 (2014).
  24. 24) J. Henri, D. Rispal, E. Bayart, H. van Tilbeurgh, B. Seraphin & M. Graille: J. Biol. Chem., 285, 30767 (2010).
  25. 25) A. Ozer & R. K. Bruick: Nat. Chem. Biol., 3, 144 (2007).
  26. 26) M. Ivan, K. Kondo, H. Yang, W. Kim, J. Valiando, M. Ohh, A. Salic, J. M. Asara, W. S. Lane & W. G. Kaelin Jr.: Science, 292, 464 (2001).
  27. 27) J. S. Scotti, I. K. Leung, W. Ge, M. A. Bentley, J. Paps, H. B. Kramer, J. Lee, W. Aik, H. Choi, S. M. Paulsen et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 111, 13331 (2014).
  28. 28) Y. I. Tsukada, J. Fang, H. Erdjument-Bromage, M. E. Warren, C. H. Borchers, P. Tempst & Y. Zhang: Nature, 439, 811 (2006).
  29. 29) D. Lando, D. J. Peet, J. J. Gorman, D. A. Whelan, M. L. Whitelaw & R. K. Bruick: Genes Dev., 16, 1466 (2002).
  30. 30) W. Ge, A. Wolf, T. Feng, C. H. Ho, A. Zayer, N. Granatino et al.: Nat. Chem. Biol., 8, 960 (2012).
  31. 31) L. M. van Staalduinen, S. K. Novakowski & Z. Jia: J. Mol. Biol., 426, 1898 (2014).
  32. 32) F. Korioth, C. Gieffers & J. Frey: Gene, 150, 395 (1994).
  33. 33) R. Hara & K. Kino: Biochem. Biophys. Res. Commun., 379, 882 (2009).
  34. 34) C. Van Delden, M. G. Page & T. Köhler: Antimicrob. Agents Chemother., 57, 2095 (2013).
  35. 35) J. F. da Silva Neto, R. F. Lourenço & M. V. Marques: BMC Genomics, 14, 549 (2013).
  36. 36) J. Ogawa, T. Kodera, S. V. Smirnov, M. Hibi, N. N. Samsonova, R. Koyama, H. Yamanaka, J. Mano, T. Kawashima, K. Yokozeki et al.: Appl. Microbiol. Biotechnol., 89, 1929 (2011).
  37. 37) M. Hibi & J. Ogawa: Appl. Microbiol. Biotechnol., 98, 3869 (2014).
  38. 38) M. Hibi, T. Kawashima, P. M. Sokolov, S. V. Smirnov, T. Kodera, S. Sugiyama, S. Shimizu, K. Yokozeki & J. Ogawa: Appl. Microbiol. Biotechnol., 97, 2467 (2012).
  39. 39) P. Ø. Falnes, R. F. Johansen & E. Seeberg: Nature, 419, 178 (2002).
  40. 40) S. C. Trewick, T. F. Henshaw, R. P. Hausinger, T. Lindahl & B. Sedgwick: Nature, 419, 174 (2002).
  41. 41) M. Tahiliani, K. P. Koh, Y. Shen, W. A. Pastor, H. Bandukwala, Y. Brudno, S. Agarwal, L. M. Iyer, D. R. Liu, L. Aravind et al.: Science, 324, 930 (2009).
  42. 42) S. Ito, L. Shen, Q. Dai, S. C. Wu, L. B. Collins, J. A. Swenberg, C. He & Y. Zhang: Science, 333, 1300 (2011).
  43. 43) Y. F. He, B. Z. Li, Z. Li, P. Liu, Y. Wang, Q. Tang, J. Ding, Y. Jia, Z. Chen, L. Li et al.: Science, 333, 1303 (2011).
  44. 44) J. Kang, M. Lienhard, W. A. Pastor, A. Chawla, M. Novotny, A. Tsagaratou, R. S. Lasken, E. C. Thompson, M. A. Surani, S. B. Koralov et al.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 112, 4236 (2015).
  45. 45) S. M. Samson, R. Belagaje, D. T. Blankenship, J. L. Chapman, D. Perry, P. L. Skatrud, R. M. VanFrank, E. P. Abraham, J. E. Baldwin, S. W. Queener et al.: Nature, 318, 191 (1985).
  46. 46) C. J. Schofield & Z. Zhang: Curr. Opin. Struct. Biol., 9, 722 (1999).
  47. 47) H. Fukuda, T. Ogawa, M. Tazaki, K. Nagahama, T. Fujii, S. Tanase & Y. Morino: Biochem. Biophys. Res. Commun., 188, 483 (1992).
  48. 48) H. Weingart, B. Völksch & M. S. Ullrich: Phytopathology, 89, 360 (1999).
  49. 49) J. W. Janc, L. A. Egan & C. A. Townsend: J. Biol. Chem., 270, 5399 (1995).
  50. 50) E. Eichhorn, J. R. van der Ploeg, M. A. Kertesz & T. Leisinger: J. Biol. Chem., 272, 23031 (1997).
  51. 51) D. A. Hogan, T. A. Auchtung & R. P. Hausinger: J. Bacteriol., 181, 5876 (1991).
  52. 52) Z. Yang, X. Chi, M. Funabashi, S. Baba, K. Nonaka, P. Pahari, J. Unrine, J. M. Jacobsen, G. I. Elliott, J. Rohr et al.: J. Biol. Chem., 286, 7885 (2011).
  53. 53) F. M. Vaz, R. Ofman, K. Westinga, J. W. Back & R. J. Wanders: J. Biol. Chem., 276, 33512 (2001).
  54. 54) F. M. Vaz, S. van Gool, R. Ofman, L. Ijlst & R. J. Wanders: Biochem. Biophys. Res. Commun., 250, 506 (1998).
  55. 55) G. A. Jansen, R. Oftnan, S. Ferdinandusse, L. Ijlst, A. O. Muijsers, O. H. Skjeldal, O. Stokke, C. Jakobs, G. T. N. Besley, J. E. Wraith et al.: Nat. Genet., 17, 190 (1997).
  56. 56) J. Bursy, A. U. Kuhlmann, M. Pittelkow, H. Hartmann, M. Jebbar, A. J. Pierik & E. Bremer: Appl. Environ. Microbiol., 74, 7286 (2008).
  57. 57) Z. You, S. Omura, H. Ikeda & D. E. Cane: J. Am. Chem. Soc., 128, 6566 (2006).
  58. 58) N. Kato, H. Suzuki, H. Takagi, M. Uramoto, S. Takahashi & H. Osada: ChemBioChem, 212, 711 (2011).


本文はトップページからログインをして頂くと表示されます。