Эндонуклеаза 1, специфичная для структуры лоскута
ФЕН1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | FEN1 , эндонуклеаза лоскута 1, эндонуклеаза, специфичная для структуры лоскута 1, FEN-1, MF1, RAD2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | Опустить : 600393 ; МГИ : 102779 ; Гомологен : 3034 ; Генные карты : FEN1 ; ОМА : FEN1 – ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Эндонуклеаза лоскута 1 — это фермент , который у человека кодируется FEN1 геном . [ 5 ] [ 6 ]
Функция
[ редактировать ]Белок, кодируемый этим геном, удаляет 5'-нависающие «лоскуты» (или короткие участки одноцепочечной ДНК, которые «свисают», поскольку их нуклеотидные основания не могут связываться с комплементарной парой оснований - несмотря на любое спаривание оснований ниже) при репарации ДНК и обрабатывает 5'-концы фрагментов Оказаки при синтезе отстающей цепи ДНК. длинных заплаток Прямое физическое взаимодействие между этим белком и AP-эндонуклеазой 1 во время эксцизионной репарации обеспечивает скоординированную загрузку белков на субстрат, тем самым передавая субстрат от одного фермента к другому. Белок является членом семейства эндонуклеаз XPG/RAD2 и одним из десяти белков, необходимых для бесклеточной репликации ДНК. Вторичная структура ДНК может ингибировать процессинг лоскута на определенных тринуклеотидных повторах в зависимости от длины, скрывая 5'-конец лоскута, который необходим как для связывания, так и для расщепления белком, кодируемым этим геном. Следовательно, вторичная структура может сдерживать защитную функцию этого белка, что приводит к сайт-специфической экспансии тринуклеотидов. [ 6 ]
Взаимодействия
[ редактировать ]Было показано, что эндонуклеаза 1, специфичная для структуры лоскута, взаимодействует с:
Чрезмерная экспрессия FEN1 при раке
[ редактировать ]FEN1 сверхэкспрессируется при большинстве случаев рака молочной железы. [ 17 ] простата, [ 18 ] желудок, [ 19 ] [ 20 ] нейробластомы, [ 21 ] поджелудочная железа, [ 22 ] и легкое. [ 23 ]
FEN1 является важным ферментом в неточном пути восстановления двухцепочечных разрывов ДНК, называемом зависимым от микрогомологии альтернативным соединением концов или опосредованным микрогомологией соединением концов (MMEJ). [ 24 ] MMEJ всегда включает хотя бы небольшую делецию, так что это мутагенный путь. [ 25 ] Несколько других путей также могут восстанавливать двухцепочечные разрывы ДНК, включая менее точный путь негомологичного соединения концов (NHEJ) и точные пути с использованием гомологичной рекомбинационной репарации (HRR). [ 26 ] Различные факторы определяют, какой путь будет использоваться для восстановления двухцепочечных разрывов ДНК. [ 25 ] Когда FEN1 сверхэкспрессируется (это происходит, когда его промотор гипометилирован [ 17 ] ) предпочтение может отдаваться весьма неточному пути MMEJ, что приводит к более высокой частоте мутаций и повышенному риску рака.
Рак очень часто страдает от недостаточной экспрессии одного или нескольких генов репарации ДНК, но сверхэкспрессия гена репарации ДНК необычна для рака. Например, по меньшей мере 36 ферментов репарации ДНК при мутационной дефектности в клетках зародышевой линии вызывают повышенный риск развития рака (наследственные раковые синдромы ). [ нужна ссылка ] Аналогичным образом, по крайней мере 12 генов репарации ДНК часто оказываются эпигенетически репрессированными при одном или нескольких видах рака. [ нужна ссылка ] (См. также Эпигенетическое снижение репарации ДНК и рак .) Обычно недостаточная экспрессия фермента репарации ДНК приводит к увеличению количества невосстановленных повреждений ДНК, которые из-за ошибок репликации ( синтез транслейкоза ) приводят к мутациям и раку. Однако репарация MMEJ, опосредованная FEN1, очень неточна, поэтому в этом случае к раку приводит скорее избыточная экспрессия, чем недостаточная экспрессия.
Терапевтическая мишень для лечения рака человека
[ редактировать ]Терапевтические мишени для рака с дефектами BRCA1 или BRCA2 были идентифицированы путем анализа синтетических летальных связей с использованием Saccharomyces cerevisiae , клеточных линий человека и мышей в качестве модельных систем. [ 27 ] Было обнаружено, что ингибирование белка репарации FEN1 с помощью низкомолекулярных ингибиторов преимущественно убивает линии раковых клеток, которые уже были дефицитны по экспрессии белков BRCA1 и BRCA2. Раковые заболевания, которые часто имеют дефектную экспрессию BRCA1 или BRCA2, включают рак молочной железы и рак яичников . Такие виды рака лишены репарации ДНК процесса гомологичной рекомбинации (HR). Белок FEN1 необходим для альтернативного пути восстановления ДНК, микрогомологического соединения концов (MMEJ). Таким образом, ингибирование FEN1 пути восстановления MMEJ раковых клеток, которые уже дефектны в пути восстановления HR, вызывает дефицит второго пути восстановления, что приводит к синтетической летальности .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000168496 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000024742 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Хираока Л.Р., Харрингтон Дж.Дж., Герхард Д.С., Либер М.Р., Се К.Л. (январь 1995 г.). «Последовательность человеческого FEN-1, структурно-специфической эндонуклеазы, и хромосомная локализация гена (FEN1) у мыши и человека». Геномика . 25 (1): 220–225. дои : 10.1016/0888-7543(95)80129-А . ПМИД 7774922 .
- ^ Перейти обратно: а б «Ген Энтрез: эндонуклеаза 1, специфичная для структуры лоскута FEN1» .
- ^ Перейти обратно: а б Дианова И.И., Бор В.А., Дианов Г.Л. (октябрь 2001 г.). «Взаимодействие эндонуклеазы 1 AP человека с эндонуклеазой 1 лоскута и ядерным антигеном пролиферирующих клеток, участвующим в репарации иссеченного основания с длинными заплатками». Биохимия . 40 (42): 12639–12644. дои : 10.1021/bi011117i . ПМИД 11601988 .
- ^ Перейти обратно: а б Шарма С., Соммерс Дж.А., Ву Л., Бор В.А., Хиксон И.Д., Брош Р.М. (март 2004 г.). «Стимуляция лоскутной эндонуклеазы-1 белком синдрома Блума» . Журнал биологической химии . 279 (11): 9847–9856. дои : 10.1074/jbc.M309898200 . ПМИД 14688284 .
- ^ Перейти обратно: а б с Хеннеке Г., Кундриукофф С., Хюбшер У (июль 2003 г.). «Фосфорилирование человеческого Fen1 циклин-зависимой киназой модулирует его роль в регуляции репликационной вилки». Онкоген . 22 (28): 4301–4313. дои : 10.1038/sj.onc.1206606 . ПМИД 12853968 . S2CID 5787920 .
- ^ Перейти обратно: а б Хасан С., Стуки М., Хасса П.О., Имхоф Р., Гериг П., Хунцикер П. и др. (июнь 2001 г.). «Регуляция активности эндонуклеазы-1 лоскута человека путем ацетилирования через коактиватор транскрипции p300» . Молекулярная клетка . 7 (6): 1221–1231. дои : 10.1016/s1097-2765(01)00272-6 . ПМИД 11430825 .
- ^ Чай Ц, Чжэн Л, Чжоу М, Турчи Дж. Джей, Шен Б (декабрь 2003 г.). «Взаимодействие и стимуляция активности нуклеазы FEN-1 человека гетерогенным ядерным рибонуклеопротеином А1 при процессинге альфа-сегмента во время созревания фрагмента Оказаки». Биохимия . 42 (51): 15045–15052. дои : 10.1021/bi035364t . ПМИД 14690413 .
- ^ Йонссон З.О., Хиндджес Р., Хюбшер У. (апрель 1998 г.). «Регуляция репликации ДНК и репарация белков посредством взаимодействия с передней стороной ядерного антигена пролиферирующей клетки» . Журнал ЭМБО . 17 (8): 2412–2425. дои : 10.1093/emboj/17.8.2412 . ПМК 1170584 . ПМИД 9545252 .
- ^ Гэри Р., Людвиг Д.Л., Корнелиус Х.Л., Макиннес М.А., Парк М.С. (сентябрь 1997 г.). «Эндонуклеаза репарации ДНК XPG связывается с ядерным антигеном пролиферирующих клеток (PCNA) и разделяет элементы последовательности с PCNA-связывающими областями FEN-1 и ингибитором циклин-зависимой киназы p21» . Журнал биологической химии . 272 (39): 24522–24529. дои : 10.1074/jbc.272.39.24522 . ПМИД 9305916 .
- ^ Чен У, Чен С., Саха П., Дутта А. (октябрь 1996 г.). «p21Cip1/Waf1 нарушает рекрутирование человеческого Fen1 посредством ядерного антигена пролиферирующих клеток в комплекс репликации ДНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (21): 11597–11602. Бибкод : 1996PNAS...9311597C . дои : 10.1073/pnas.93.21.11597 . ПМЦ 38103 . ПМИД 8876181 .
- ^ Ю П., Хуан Б., Шен М., Лау С., Чан Э., Мишель Дж. и др. (январь 2001 г.). «p15 (PAF), новый фактор, связанный с PCNA, с повышенной экспрессией в опухолевых тканях». Онкоген . 20 (4): 484–489. дои : 10.1038/sj.onc.1204113 . ПМИД 11313979 . S2CID 39144360 .
- ^ Брош Р.М., фон Коббе С., Соммерс Дж.А., Кармакар П., Опреско П.Л., Пиотровски Дж. и др. (октябрь 2001 г.). «Белок синдрома Вернера взаимодействует с эндонуклеазой 1 лоскута человека и стимулирует его расщепляющую активность» . Журнал ЭМБО . 20 (20): 5791–5801. дои : 10.1093/emboj/20.20.5791 . ПМК 125684 . ПМИД 11598021 .
- ^ Перейти обратно: а б Сингх П., Ян М., Дай Х., Ю Д., Хуан К., Тан В. и др. (ноябрь 2008 г.). «Сверхэкспрессия и гипометилирование гена лоскутной эндонуклеазы 1 при раке молочной железы и других видах рака» . Молекулярные исследования рака . 6 (11): 1710–1717. дои : 10.1158/1541-7786.MCR-08-0269 . ПМЦ 2948671 . ПМИД 19010819 .
- ^ Лам Дж.С., Селигсон Д.Б., Ю Х., Ли А., Иева М., Пантак А.Дж. и др. (август 2006 г.). «Эндонуклеаза лоскута 1 сверхэкспрессируется при раке простаты и связана с высоким показателем Глисона». БЖУ Интернешнл . 98 (2): 445–451. дои : 10.1111/j.1464-410X.2006.06224.x . ПМИД 16879693 . S2CID 22165252 .
- ^ Ким Дж.М., Сон ХИ, Юн С.И., О Дж.Х., Ян Джо, Ким Дж.Х. и др. (январь 2005 г.). «Идентификация генов, связанных с раком желудка, с использованием микроматрицы кДНК, содержащей новые метки экспрессируемых последовательностей, экспрессируемых в клетках рака желудка» . Клинические исследования рака . 11 (2 ч. 1): 473–482. дои : 10.1158/1078-0432.473.11.2 . ПМИД 15701830 .
- ^ Ван К., Се С., Чен Д. (май 2014 г.). «Эндонуклеаза лоскута 1 является многообещающим биомаркером-кандидатом при раке желудка и участвует в пролиферации и апоптозе клеток» . Международный журнал молекулярной медицины . 33 (5): 1268–1274. дои : 10.3892/ijmm.2014.1682 . ПМИД 24590400 .
- ^ Краузе А., Комбаре В., Яконо И., Лакруа Б., Компаньон С., Бержерон С. и др. (июль 2005 г.). «Полногеномный анализ экспрессии генов в нейробластомах, обнаруженных с помощью массового скрининга» (PDF) . Письма о раке . 225 (1): 111–120. дои : 10.1016/j.canlet.2004.10.035 . ПМИД 15922863 . S2CID 44644467 .
- ^ Якобузио-Донахью Калифорния, Майтра А., Олсен М., Лоу А.В., ван Хик Н.Т., Рости С. и др. (апрель 2003 г.). «Исследование глобальных закономерностей экспрессии генов при аденокарциноме поджелудочной железы с использованием микрочипов кДНК» . Американский журнал патологии . 162 (4): 1151–1162. дои : 10.1016/S0002-9440(10) 63911-9 ПМЦ 1851213 . ПМИД 12651607 .
- ^ Николова Т., Кристманн М., Кайна Б. (июль 2009 г.). «FEN1 сверхэкспрессируется в опухолях яичек, легких и головного мозга». Противораковые исследования . 29 (7): 2453–2459. ПМИД 19596913 .
- ^ Шарма С., Джавадекар С.М., Панди М., Шривастава М., Кумари Р., Рагхаван С.К. (март 2015 г.). «Гомология и ферментативные требования к зависимому от микрогомологии альтернативному соединению концов» . Смерть клеток и болезни . 6 (3): e1697. дои : 10.1038/cddis.2015.58 . ПМЦ 4385936 . ПМИД 25789972 .
- ^ Перейти обратно: а б Лян Л., Дэн Л., Чен Ю., Ли Г.К., Шао С., Тишфилд Дж.А. (сентябрь 2005 г.). «Модуляция соединения концов ДНК ядерными белками» . Журнал биологической химии . 280 (36): 31442–31449. дои : 10.1074/jbc.M503776200 . ПМИД 16012167 .
- ^ Оттавиани Д., ЛеКейн М., Шир Д. (март 2014 г.). «Роль микрогомологии в структурных вариациях генома» . Тенденции в генетике . 30 (3): 85–94. дои : 10.1016/j.tig.2014.01.001 . ПМИД 24503142 .
- ^ Го Э., Исии Ю., Мюллер Дж., Сриватсан А., Гахман Т., Патнэм К.Д. и др. (август 2020 г.). «Эндонуклеаза FEN1 как терапевтическая мишень для лечения рака человека с дефектами гомологичной рекомбинации» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (32): 19415–19424. Бибкод : 2020PNAS..11719415G . дои : 10.1073/pnas.2009237117 . ПМК 7431096 . ПМИД 32719125 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Фингер Л.Д., Бланшар М.С., Теймер К.А., Сенгерова Б., Сингх П., Чавес В. и др. (август 2009 г.). «3'-лоскутный карман эндонуклеазы 1 человеческого лоскута имеет решающее значение для связывания субстрата и катализа» . Журнал биологической химии . 284 (33): 22184–22194. дои : 10.1074/jbc.M109.015065 . ПМЦ 2755943 . ПМИД 19525235 .
- Кемени М.М., Алава Г., Оливер Дж.М. (ноябрь 1992 г.). «Улучшение реакции при гепатомах с помощью циркадной инфузии рекомбинантного интерлейкина-2 в печеночную артерию». Журнал иммунотерапии . 12 (4): 219–223. дои : 10.1097/00002371-199211000-00001 . ПМИД 1477073 .
- Ли X, Ли Джей, Харрингтон Дж, Либер М.Р., Бургерс П.М. (сентябрь 1995 г.). «Синтез отстающей цепи ДНК в репликационной вилке эукариот включает связывание и стимуляцию FEN-1 пролиферирующим клеточным ядерным антигеном» . Журнал биологической химии . 270 (38): 22109–22112. дои : 10.1074/jbc.270.38.22109 . ПМИД 7673186 .
- Робинс П., Паппин DJ, Вуд Р.Д., Линдал Т. (ноябрь 1994 г.). «Структурная и функциональная гомология между ДНКазой IV млекопитающих и 5'-нуклеазным доменом ДНК-полимеразы I Escherichia coli» . Журнал биологической химии . 269 (46): 28535–28538. дои : 10.1016/S0021-9258(19)61935-6 . ПМИД 7961795 .
- Мюррей Дж. М., Тавассоли М., аль-Харити Р., Шелдрик К.С., Леманн А.Р., Карр А.М., Уоттс Ф.З. (июль 1994 г.). «Структурная и функциональная консервативность человеческого гомолога гена Schizosaccharomyces pombe rad2, который необходим для сегрегации хромосом и восстановления после повреждения ДНК» . Молекулярная и клеточная биология . 14 (7): 4878–4888. дои : 10.1128/MCB.14.7.4878 . ПМК 358860 . ПМИД 8007985 .
- Харрингтон Дж. Дж., Либер М. Р. (март 1994 г.). «Характеристика эндонуклеазы, специфичной для структуры ДНК млекопитающих» . Журнал ЭМБО . 13 (5): 1235–1246. дои : 10.1002/j.1460-2075.1994.tb06373.x . ПМЦ 394933 . ПМИД 8131753 .
- Шен Б., Нолан Дж.П., Склар Л.А., Парк М.С. (апрель 1996 г.). «Незаменимые аминокислоты для связывания субстрата и катализа эндонуклеазы лоскута человека 1» . Журнал биологической химии . 271 (16): 9173–9176. дои : 10.1074/jbc.271.16.9173 . ПМИД 8621570 .
- Чен У, Чен С., Саха П., Дутта А. (октябрь 1996 г.). «p21Cip1/Waf1 нарушает рекрутирование человеческого Fen1 посредством ядерного антигена пролиферирующих клеток в комплекс репликации ДНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (21): 11597–11602. Бибкод : 1996PNAS...9311597C . дои : 10.1073/pnas.93.21.11597 . ПМЦ 38103 . ПМИД 8876181 .
- Уорбрик Э., Лейн Д.П., Гловер Д.М., Кокс Л.С. (май 1997 г.). «Гомологичные области Fen1 и p21Cip1 конкурируют за связывание с одним и тем же сайтом PCNA: потенциальный механизм координации репликации и восстановления ДНК». Онкоген . 14 (19): 2313–2321. дои : 10.1038/sj.onc.1201072 . ПМИД 9178907 . S2CID 29525059 .
- Клунгланд А., Линдал Т. (июнь 1997 г.). «Второй путь завершения эксцизионного восстановления оснований ДНК человека: восстановление очищенными белками и потребность в ДНКазе IV (FEN1)» . Журнал ЭМБО . 16 (11): 3341–3348. дои : 10.1093/emboj/16.11.3341 . ПМК 1169950 . ПМИД 9214649 .
- Гэри Р., Людвиг Д.Л., Корнелиус Х.Л., Макиннес М.А., Парк М.С. (сентябрь 1997 г.). «Эндонуклеаза репарации ДНК XPG связывается с ядерным антигеном пролиферирующих клеток (PCNA) и разделяет элементы последовательности с PCNA-связывающими областями FEN-1 и ингибитором циклин-зависимой киназы p21» . Журнал биологической химии . 272 (39): 24522–24529. дои : 10.1074/jbc.272.39.24522 . ПМИД 9305916 .
- Stöhr H, Marquardt A, Rivera A, Cooper PR, Nowak NJ, Shows TB и др. (январь 1998 г.). «Геновая карта региона вителлиформной макулярной дистрофии Беста в хромосоме 11q12-q13.1» . Геномные исследования . 8 (1): 48–56. дои : 10.1101/гр.8.1.48 . ПМК 310689 . ПМИД 9445487 .
- Йонссон З.О., Хиндджес Р., Хюбшер У. (апрель 1998 г.). «Регуляция репликации ДНК и репарация белков посредством взаимодействия с передней стороной ядерного антигена пролиферирующей клетки» . Журнал ЭМБО . 17 (8): 2412–2425. дои : 10.1093/emboj/17.8.2412 . ПМК 1170584 . ПМИД 9545252 .
- Уорбрик Э., Хизерингтон В., Лейн Д.П., Гловер Д.М. (сентябрь 1998 г.). «PCNA-связывающие белки у Drosophila melanogaster: анализ консервативного PCNA-связывающего домена» . Исследования нуклеиновых кислот . 26 (17): 3925–3932. дои : 10.1093/нар/26.17.3925 . ПМЦ 147798 . ПМИД 9705499 .
- Хосфилд DJ, Мол CD, Шен Б, Тайнер Дж.А. (октябрь 1998 г.). «Структура эндонуклеазы репарации и репликации ДНК и экзонуклеазы FEN-1: связывание ДНК и PCNA с активностью FEN-1» . Клетка . 95 (1): 135–146. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81789-4 . ПМИД 9778254 . S2CID 8283941 .
- Дианов Г.Л., Дженсен Б.Р., Кенни М.К., Бор В.А. (август 1999 г.). «Репликационный белок А стимулирует пролиферирующую клеточную ядерную антиген-зависимую репарацию абазовых участков ДНК с помощью экстрактов клеток человека». Биохимия . 38 (34): 11021–11025. дои : 10.1021/bi9908890 . ПМИД 10460157 .
- Грин А.Л., Снайп-младший, Горденин Д.А., Резник М.А. (ноябрь 1999 г.). «Функциональный анализ человеческого FEN1 в Saccharomyces cerevisiae и его роль в стабильности генома» (PDF) . Молекулярная генетика человека . 8 (12): 2263–2273. дои : 10.1093/hmg/8.12.2263 . ПМИД 10545607 .
- Мацумото Ю., Ким К., Гурвиц Дж., Гэри Р., Левин Д.С., Томкинсон А.Е., Парк М.С. (ноябрь 1999 г.). «Восстановление ядерного антиген-зависимого восстановления апуриновых/апиримидиновых участков пролиферирующих клеток с помощью очищенных белков человека» . Журнал биологической химии . 274 (47): 33703–33708. дои : 10.1074/jbc.274.47.33703 . ПМИД 10559261 .
- Спиро С., Пеллетье Р., Рольфсмайер М.Л., Диксон М.Дж., Лауэ Р.С., Гупта Г. и др. (декабрь 1999 г.). «Ингибирование процессинга FEN-1 вторичной структурой ДНК в тринуклеотидных повторах» . Молекулярная клетка . 4 (6): 1079–1085. дои : 10.1016/S1097-2765(00)80236-1 . ПМИД 10635332 .
- Хасан С., Стуки М., Хасса П.О., Имхоф Р., Гериг П., Хунцикер П. и др. (июнь 2001 г.). «Регуляция активности эндонуклеазы-1 лоскута человека путем ацетилирования через коактиватор транскрипции p300» . Молекулярная клетка . 7 (6): 1221–1231. дои : 10.1016/S1097-2765(01)00272-6 . ПМИД 11430825 .
- Колдуэлл Р.Б., Бразельманн Х., Шотц Ю., Хойер С., Шертан Х., Зитцельсбергер Х. (июль 2016 г.). «Положительный кофактор 4 (PC4) имеет решающее значение для изменения маршрута восстановления ДНК в клетках DT40» . Научные отчеты . 6 : 28890. Бибкод : 2016NatSR...628890C . дои : 10.1038/srep28890 . ПМЦ 4931448 . ПМИД 27374870 .