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グルタチオンペルオキシダーゼファミリー。グルタチオンペルオキシダーゼファミリー：これらの抗酸化酵素の比較解析と金属や酸化剤に対する遺伝子発現の違い
Glutathione Peroxidase Family: A Comparative Analysis of These Antioxidant Enzymes and Differential Gene Expression to Metals and Oxidizing Agents.
PMID: 32635666 DOI: 10.3390/microorganisms8071008.
抄録
本研究では、真核微生物モデルのグルタチオンペルオキシダーゼ（GPx）の広範な解析を行った。また、他の種や分類学的に非常に多様な繊毛類に存在するGPxとの比較解析も行っている。繊毛藻GPxの大部分は、その触媒中心にあるセレノシステイン(Sec)をCysで置換しており、リン脂質ヒドロペルオキシドグルタチオンペルオキシダーゼ(PHGPx)と考えられる。セレノシステイン挿入配列（SECIS）要素は、アミノ酸配列にSecを組み込んでいないいくつかの繊毛GPxで検出されており、逆にSecを組み込んでいる他の繊毛GPxではSECIS要素は検出されていない。これらの異常を解析し、議論する。繊毛GPxのアミノ酸配列を用いた系統解析から、各種で複数のGPxアイソフォームを産生する遺伝子の種内・種間重複の存在が推測された。また、セレンタンパク質の祖先性も確認された。選択された6つのGPx遺伝子をqRT-PCRで解析した結果、ストレス因子（酸化剤、アポトーシス誘導剤、金属）や曝露時間に依存して、それらの間で定量的な差が発現していることが示された。
In the present work, an extensive analysis of the putative glutathione peroxidases (GPx) of the eukaryotic microorganism model is carried out. A comparative analysis with GPx present in other species and other very taxonomically diverse ciliates is also performed. A majority of ciliate GPx have replaced the selenocysteine (Sec) by Cys in its catalytic center, so they can be considered as phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidases (PHGPx). Selenocysteine insertion sequence (SECIS) elements have been detected in several ciliate GPx that do not incorporate Sec in their amino acid sequences, and conversely, in other ciliate GPx with Sec, no SECIS elements are detected. These anomalies are analyzed and discussed. From the phylogenetic analysis using the ciliate GPx amino acid sequences, the existence of extensive intra- and interspecific gene duplications that produced multiple GPx isoforms in each species is inferred. The ancestral character of the selenoproteins is also corroborated. The analysis by qRT-PCR of six selected GPx genes has shown a quantitative differential expression between them, depending on the stressor (oxidizing agents, apoptotic inducer or metals) and the time of exposure.