研究表征DNA修复酶的关键分子工具

新研究揭示了广泛共享的酶组分Zf-GRF结构域作为在修复过程中操纵DNA所必需的关键分子工具的功能。生物体的DNA需要不断维持。由于丰富的活性氧化合物和离子不断侵袭和破坏细胞的有机分子，尤其是DNA，因此每个细胞都处于猛烈的围困状态。估计DNA的氧化损伤每个细胞每天发生10,000次。为了让生命在这个分子战场中生存下来，分子对策已经发展起来，其中包括一系列复杂的分子，可检测DNA分子的氧化损伤，针对那些具有各种修复分子的区域，这些分子执行一系列精心设计的分子工程操作。解决问题。致力于DNA损伤的识别，修复和信号传导的复杂分子组装的紧密机制仍未完全了解。

称为Zf-GRF结构域的特定蛋白质结构是APE2的神秘组分，APE2是DNA修复和DNA损伤应答酶，并且对于许多其他DNA维持分子也是常见的。一项新的研究发现Zf-GRF在帮助酶正确排列单链DNA方面发挥了关键的DNA结合功能。这项新研究发表于2016年12月27日在线发表在“ 美国国家科学院院刊”(PNAS)上的一篇论文中。

这一发现是两个团队的结果，其中一个团队由夏洛特北卡罗来纳大学生物科学系的Shan Yan领导，另一个团队由国家研究所基因组完整性和结构生物学实验室的R. Scott Williams领导。美国国立卫生研究院的环境健康科学(NIEHS)。“我们研究APE2，它在氧化应激后修复DNA中发挥重要作用，”Yan说。“我们正试图了解这种酶的结构和功能，因为它的特征不是很好，但在细胞对氧化性DNA损伤的反应中起着重要作用。”

“APE2具有不同的领域，其中最不被理解的领域称为Zf-GRF，我们已经成功地进行了表征，”他说。“我们发现其功能是与单链DNA特异性相互作用。如果该结构域不与单链DNA结合，则APE2不会促进其催化活性，并且不能在适当的3'到5中前进。 '沿着方向的方向。“

Yan指出，Zf-GRF结构域也存在于其他几种蛋白质中。在所有情况下，它具有“爪状”结构和锌分子周围的其他蛋白质组分，在所有情况下几乎相同或“高度保守”。“虽然它是一个非常小的结构域 - 大约50个氨基酸 - 它在进化中高度保守。这个酶结构域在许多物种中是相同的，这意味着它很重要。它不仅在APE2中发现，而且在许多其他酶中也发现包括重要的DNA代谢酶，如拓扑异构酶3α和NEIL3。我们的研究结果可用于未来对这些蛋白质的研究。“

Williams解释说，Zf-GRF结构的普遍性和一致性得到了解释，因为这种分子工具在控制酶活性中起着非常有用和关键的作用。“APE2 DNA加工活动是激活”细胞检查点“所必需的，这是一种在检测到DNA损伤时发出警报的警报，有助于防止进一步发生损害，同时使细胞能够修复这些有毒病变。在未修复和无信号状态下，这种氧化性DNA损伤可能是癌症进展的主要因素，以及其他疾病。