修复人类DNA损伤 科学家从植物中找到新线索

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  记者 谢开飞 通讯员 许晓凤

  生物体包括亲戚亲戚你们歌词 你们歌词 人类每天时会受到紫外线辐射、自由基和有些化学物质的诱变,造成体内遗传物质DNA的损伤。在DNA损伤修复的过程中,会形成你你这些十字叉状的DNA连接体——霍利迪连接体,都要将其“拆解”,才能让染色体正确分离和克隆好友。然而目前,对于负责“拆解”工作的解离酶,科学界还未能揭开其面前隐藏的工作机制。

  近日,福州大学生物药光动力治疗技术国家地方联合工程研究中心林忠辉教授研究团队发表在国际期刊《自然·化学生物学》上的一项研究,似乎找到了新线索。该课题组以植物叶绿体中的4个 霍利迪连接体解离酶——MOC1为研究对象,首次揭示了MOC1的催化机制,对有些种属MOC1悬而未决的底物特异性识别机制提供了重要启示,为探索人类的DNA损伤修复机制提供重要线索。

  解离酶对于DNA的识别土辦法 尚不清楚

  “DNA是你你这些双螺旋状的生物大分子。组成你你这些双螺旋的基本单元——碱基对,犹如铁道上的两根根枕木,在受到外界电磁辐射、自由基以及各种化学物质的诱变下,碱基会指在交联、断裂以及特性上的改变,从而造成DNA的损伤。”林忠辉补充说,此外,即使没法外界因素干扰,细胞自身在进行DNA克隆好友过程中也会产生一定概率的错误。

  林忠辉指出,DNA损伤后可能性未能及时修复会助于机体的遗传信息指在改变即基因突变,从而引发个体生理以及性状的改变甚至死亡。对于人体而言,基因突变会原因分析分析先天畸形和癌症。类似,在目前所发现的所有恶性肿瘤中,有500%以上癌细胞携带抑癌基因p53的突变。

  然而即便没法,为什会么会绝大主次生物体仍然可不才能维持其基因组的稳定性而正常生存呢?研究发现,原来 机体内拥有一套保卫系统才能时刻监视并修复着DNA。

  霍利迪连接体在当中扮演着十分重要的角色,它由英国分子生物学家罗宾·霍利迪于1964年首次发现,是机体在进行DNA同源重组损伤修复过程中,由损伤DNA与模板DNA交叉所形成的你你这些十字叉状的DNA连接体。

  “在DNA损伤修复完成后,都要在MOC1的作用下解离,从而助于两条同源DNA双链分开重新成为线性DNA。”林忠辉解释说,有些,MOC1是包括噬菌体、细菌、真菌、植物乃至动物等细胞正常生长和稳定遗传所必需的4个 关键酶,对于4个 完全的DNA损伤修复过程具有十分重要的作用。

  已有的研究表明,MOC1才能区分线性、三叉以及十字叉等不同特性的DNA,才能特异地与霍利迪连接体相结合。此外,绝大多数MOC1对于DNA序列的挑选“要求”十分严苛。

  “底物DNA序列上的微小差异,甚至是4个 碱基的不同,可能性原因分析分析其催化速率上的巨大差别。”林忠辉说,然而,目前为止,亲戚亲戚你们歌词 你们歌词 关于MOC1对底物挑选性的分子机制何必 清楚,从而阻碍了亲戚亲戚你们歌词 你们歌词 对MOC1乃至整个DNA损伤修复过程的进一步了解。

  三维特性揭示MOC1独特功能

  科技日报记者了解到,针对上述问題,林忠辉团队以植物叶绿体中的MOC1为研究对象,首先通过一系列生化实验挑选了MOC1特异的DNA底物序列,但是 利用X-射线晶体学的土辦法 解析了MOC1蛋白及其与DNA底物形成的复合物的晶体特性。

  “什么晶体特性表明,MOC1蛋白在三维特性上与噬热菌RuvC具有淬硬层 的类似性,进一步证明了叶绿体是起源于光合细菌的内共生学说。”林忠辉说,研究还揭示了MOC1蛋白拥有独特的能力,仿佛一双手将MOC1的“腰部”拥抱,而MOC1对DNA序列的特异识别则通过4个 保守的碱基识别基序实现。

  此外,该研究还发现MOC1的活性中心能同时结合4个 金属离子,在催化上依赖于双金属离子催化机制。该大学李金宇教授课题组但是 通过分子动力学模拟发现,MOC1对序列的识别和挑选,与金属离子的配位之间指在着紧密的关系。

  记者了解到,该研究结合了特性生物学、计算生物学和心物化学等研究手段,不仅揭示了MOC1的催化机制,更为重要的是,还针对关于核酸酶如何将DNA序列上的微小差异转化为其催化活性上的巨大不同你你这些科学问題,创新性地提出了你你这些双金属离子辅助的DNA序列特异挑选性机制。

  “尽管本研究的内容所针对的是植物MOC1,但可能性MOC1催化机制在包括亲戚亲戚你们歌词 你们歌词 人类在内的动物体中均十分类似,有些,该研究成果也将为探索人类的DNA损伤修复机制提供重要线索,并期望最终为攻克相关的人类疾病提供一定的理论基础。”林忠辉说。

[ 责编:肖春芳 ]

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