專題討論中文摘要報告

The Helicobacter pylori MutS protein confers protection from oxidative DNA damage

Molecular Microbiology (2005) 58(1), 166-176

Speaker：葉駿達                              Commentator：吳俊忠老師

Date：2005/11/16  14:10~15:00                  Place：Room 601

摘要：

在生物體維持基因穩定中，DNA methyl-directed mismatch repair (MMR)扮演了相當重要的角色。其中以為人所知的Escherichia coli MMR system包含了三種蛋白質：MutS, MutL, 及MutH. 根據基因序列的研究，發現人類腸胃道的病原菌，Helicobacter pylori, 只含有mutS homologue且不含有mutL或mutH的基因，而該mutS homologue屬於MutS2 protein family. 這項發現可能指出H. pylori缺乏有效的MMR system (1). 但在先前的文獻指出Thermus thermophilus MutS2 protein具有內切酶的活性，故認為H. pylori MutS protein可能具有DNA修復及切除的功能 (2)。作者發現當H. pylori mutS有突變時，其對氧化壓力的耐受度顯然較野生株差，突變率約為野生株的十倍。

將這些因氧化壓力而造成突變之細菌做基因序列分析，發現多為”G:C to T:A”的transversion, 該突變為8-oxoguanine (8-oxoG) damage的特徵，推測H. pylori MutS 可能具有修復8-oxoG damage的功能。

之後將MutS protein純化出來，使之與不同的DNA mutant substrate作用，藉此觀察兩者的結合能力，發現當雙股DNA上具8-oxoG時，兩者間的結合能力優於DNA含有G:A mismatch.

另外作者還發現當細菌受到氧化壓力時，突變株DNA上具有高程度的8-oxoG lesions. 最後作者在動物實驗中發現，相較於野生株而言，MutS突變株在老鼠體內的存活能力有下降的情形。而根據以上研究，作者認為MutS protein在DNA氧化傷害之修復上扮演相當重要的角色，且對於H. pylori在宿主中的存活能力是有相當大的影響 (3)。

References：

(1) Simala-Grant, J.L., Lam, E., Keelan, M., Taylor, D.E. (2004) Characterization of the DNA adenine 5'-GATC-3' methylase HpyIIIM from Helicobacter pylori. Curr Microbiol49: 47–54

(2) Fukui, K., Masui, R., Kuramitsu, S. (2004) Thermus thermophilus MutS2, a MutS paralogue, possesses an endonuclease activity promoted by MutL. J Biochem (Tokyo) 135: 375–384.

(3) Storz, G., Zheng, M. (2000) Oxidative stress. In Bacterial Stress Responses. Storz, G., Hengge-Aronis, R., eds. Washington, DC: ASM Press, pp. 47–60.