PNAS：核苷酸切除修复过程有了新的认识

基础科学研究所(IBS)基因组完整性中心(CGI)的Orlando SCH?RER领导的一个团队发现了蛋白质-蛋白质相互作用，特别是XPA和RPA蛋白质之间的相互作用如何促进核苷酸切除修复，这是基因组维护的一个关键途径。该研究为如何预防DNA损伤诱导的肿瘤形成提供了见解。它还提出了克服肿瘤对通过诱导DNA损伤作用的抗肿瘤疗法的耐药性的新方法。

　　

   

   

图像:用紫外线照射细胞，用荧光显微镜观察XPA与紫外线损伤部位的共定位。红色箭头表示DNA损伤，黄色箭头表示XPA与UV DNA的共定位。在XPA- rpa32突变细胞(M32-4)中，观察到XPA募集到DNA损伤的减少。在XPA- rpa70突变细胞(M70-6)中，XPA在受损部位的结合时间较长。这说明RPA32与XPA的相互作用是XPA对uv诱导损伤的募集所必需的，而RPA70与XPA的相互作用是XPA定位完成NER的重要因素。    

图片来源:基础科学研究所

核苷酸切除修复(Nucleotide cut repair, NER)是一种主要的DNA保守修复途径，可以修复基因组中各种类型的损伤，如紫外线和环境因子引起的损伤。这一途径的功能障碍可能对人体健康有害。例如，有NER缺陷的人患有色素性干皮病，这种疾病的特征是由于无法修复紫外线损伤的DNA而导致对阳光诱发的皮肤癌的极端倾向。

因此，虽然NER可以对抗癌症的形成，但它对抗肿瘤治疗也很重要。许多抗肿瘤药物，如顺铂，诱导DNA损伤，可由NER修复。在这种情况下，NER是一个提高癌症治疗效果的药物靶点。在分子水平上，NER是一个高度复杂和动态的分子机器，涉及超过30种蛋白质，它们聚集在DNA损伤处去除损伤，并用完整的DNA取代它。这个过程是由蛋白质-蛋白质和蛋白质- dna相互作用指导的。

由副主任Orlando D. SCH?RER和韩国基础科学研究所基因组完整性中心研究生KIM Mihyun领导的研究团队探索了这些相互作用。研究小组发现，NER中的两个关键蛋白质，即着色干皮病蛋白A (XPA)和复制蛋白A (RPA)蛋白，是组织NER中切口前复体所必需的。

在发现DNA中的损伤后，两种蛋白质XPA和RPA负责组织NER复合体。本研究比较了这两种蛋白质的突变变体，以研究这两种蛋白质如何参与NER通路的关键相互作用。具体而言，我们发现XPA和RPA之间的两个交互界面对NER至关重要，并且在通路中具有不同的作用。XPA与RPA32的相互作用对于XPA与DNA损伤的初始关联至关重要，而XPA与RPA70的相互作用对于NER的完成至关重要。

对XPA-RPA-DNA复合体的综合结构研究揭示了这两种蛋白质的相互作用如何形成NER复合体并触发损伤的切除。XPA和RPA32的相互作用发生在复合物的外围，在那里它促进蛋白质在损伤部位的初始组装。XPA和RPA70之间的相互作用位于NER复合体的中心，迫使DNA呈u形。这使得两个ss/dsDNA连接的位置非常接近，允许NER复合体切割DNA以去除损伤。

副主任Orlando D. SCH?RER说:“我们的研究揭示了一个令人惊讶的NER复合体的新模型，以及XPA和RPA之间的相互作用如何塑造其结构。破坏XPA和RPA之间的相互作用可以抑制NER，我们的研究为小分子如何靶向这种相互作用来改善癌症治疗提供了蓝图。我们将继续与我们的长期合作伙伴，范德比尔特大学的Walter CHAZIN教授进行后续研究。”

文章标题

Two interaction surfaces between XPA and RPA organize the preincision complex in nucleotide excision repair