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Nature子刊:加速DNA修复的“超级酶”

2016/09/08 来源:生物通
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导读
最近,来自英国苏塞克斯大学的科学家发现了一种酶,称为PARP3,有助于促进DNA修复。相关研究结果发表在《Nature Communications 》杂志。


最近,来自英国苏塞克斯大学的科学家发现了一种酶,称为PARP3,有助于促进DNA修复。相关研究结果发表在《Nature Communications》杂志。

在身体中,突变可能是由不正确修复的DNA损伤引起,从而导致疾病,包括癌症和神经退行性疾病。这项新的研究是由MRC和英国癌症研究基金资助,由苏塞克斯大学基因组损伤和稳定中心的Keith Caldecott教授和Laurence Pearl教授带领完成,确定了PARP3酶——简称多聚(ADP-核糖)聚合酶3,可识别和用信号通知存在断裂的DNA链。

有研究表明,PARP3酶参与DNA的修复过程,并有助于保持遗传代码的完整性,但直到现在,由这种酶引发的精确的DNA修复激活机制,还不清楚。

运用多学科的专业知识,苏塞克斯大学的科学家们已经确定了参与激活DNA修复过程的具体步骤。当PARP3酶定位于DNA损伤的一个特定位点时,它用一个分子信号来表示受损的DNA。

这个信号是通过化学变化产生的,涉及向DNA中添加一个称为“ADP核糖”的分子。DNA被包装在一个称为“染色质”的复合体中,其中含有蛋白质;该研究小组发现,PARP3酶将“ADP-核糖”分子添加到这些蛋白中的一个——组蛋白H2B。

通过标记出精确的损伤部位,专门的DNA修复酶将介入以修复损伤,从而保护细胞免受潜危险的DNA断裂。

研究人员认为,这是了解“DNA断裂如何被检测、用信号表示、并得以修复”的一个重要步骤,在未来这可能使得科学家能够开发出某种药物,更好地靶定某些癌症。

PARP3是一个酶超家族,可通过PARP抑制剂药物(一类新的药物,用于治疗遗传性癌症,包括卵巢癌和乳腺癌)而被靶定。PARP3酶如何激活DNA修复的这一见解,也将有助于提高PARP抑制剂药物的认识和靶定。

这项研究已经进行了四年多,还涉及伦敦帝国大学Steve Matthews研究组的核磁共振知识,苏塞克斯大学Steve Sweet实验室的蛋白质组学知识,以及朴茨茅斯大学Alan Thorne博士实验室的染色质生物学知识。

这项研究的负责人Keith Caldecott教授说:“该项成果强调了多学科合作的价值,将分子和细胞生物学与生物化学、结构生物学结合起来。由于携手合作,我们能够确定PARP3是如何识别和标志出断裂DNA的存在。这对于我们了解细胞如何保护自己免受潜在危险的DNA断裂,将是非常重要的。这也将有助于我们更深入地理解一类新的PARP抑制剂类抗癌药物的作用机制。”

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