多-ADP-核糖基化和DNA切除修复的关系

早在三十年前就发现某些化学物质或电离辐射造成DNA损伤时,细胞内NAD~+含量减少.现在证明,NAD~+除作为脱氢酶的辅酶外,还作为多-ADP-核糖合成酶的底物,用以合成多-ADP-核糖,从而修饰核蛋白发挥生物效应,如参与DNA的复制及修复等.多-ADP-核糖合成酶的活性是DNA依赖的,而且和DNA链上的切口数有关,但多-ADP-核糖基化和DNA修复过程中的哪些反应步骤有关,目前尚无定论. 本文以人淋巴细胞为材料,紫外线(UV)照射造成DNA损伤,研究多-ADP-核糖基化     

ADP-核糖基化可逆修饰在DNA损伤应答及癌症治疗中的研究进展

细胞基因组DNA遭受到各种内外源因素的攻击可以诱发多种类型的DNA损伤. DNA损伤应答系统(DNA damage response, DDR)能及时识别、修复受损的DNA,维持基因组稳定性,避免肿瘤等多种疾病发生. DDR受到多种蛋白质翻译后修饰的严格调控, ADP-核糖基化(ADP-ribosylation)是其中最为重要的修饰类型之一. ADP-核糖基化是一种动态可逆的翻译后修饰, ADP-核糖基化与去核糖基化之间保持动态平衡,精密调控DNA损伤应答过程.鉴于ADP-核糖基化在DNA损伤修复中的独特功能,靶向这一可逆过程的抑制剂已被开发或有望作为一类用于癌症治疗的靶向药物.本文就ADP-核糖基化可逆修饰在DNA损伤修复及癌症治疗中的研究进展进行综述.     

NAD~+分子在癌症细胞生物学中的重要地位

NAD~+是一种重要的辅助因子,是细胞能量代谢和细胞信号转导过程建立联系的重要桥梁。NAD~+可以对ADP进行核糖基化修饰,参与蛋白脱乙酰化作用。而这些信号事件参与调控一系列重要的生物过程,比如转录、细胞周期调控、DNA修复,以及细胞凋亡等,这些生物过程与癌症发生和发展联系紧密。近年来,以NAD~+代谢为靶点的抗癌策略得到了迅速地发展。本综述重点论述了NAD~+的生物合成、其参与的信号转导过程等研究的最新进展以及它与细胞增殖动态平衡的联系,以及基于此的一些抗癌药物研发的新的切入点。     

聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶1与DNA双链断裂修复的相关性

DNA双链断裂(double strand breaks,DSBs)是细胞最严重的DNA损伤形式。细胞通过同源重组(homologous recombination,HR)和非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)途径修复DNA双链断裂损伤。聚腺苷二磷酸核糖基化(poly(ADP-ribosyl)ation,PARylation)是蛋白质翻译后修饰过程,这个过程由聚腺苷二磷酸 核糖聚合酶家族(poly(ADP-ribose)polymerases,PARPs)催化完成。PARP1作为PARPs家族最重要的成员,其在DNA损伤应答方面发挥重要作用。研究显示,PARP1在DSBs修复过程中发挥关键作用,参与DSBs的早期应答反应及其具体修复途径,可依据KU蛋白的存在与否发挥不同的特定作用。本文较全面地综述了PARP1在DNA双链断裂修复方面的潜在作用,将为临床疾病的诊治提供新的思路。     

拟南芥多聚ADP核糖水解酶在ATM和ATR依赖的DNA损伤信号途径中的作用分析

DNA损伤响应是生物体感知DNA断裂并启动DNA修复过程的重要机制,对维护遗传物质的稳定性具有重要的意义.DNA损伤响应机制中有多种蛋白的参与.多聚ADP核糖水解酶(PARG)是参与蛋白质多聚ADP核糖化(poly(ADP-ribosyl)ation)修饰调控过程的一种重要酶,它通过水解去除蛋白质上的多聚ADP核糖来调节靶蛋白质的生理生化活性.目前已知多聚ADP核糖修饰相关蛋白可能通过修饰DNA修复相关蛋白参与DNA损伤反应,但其影响的信号途径和上下游关系并不清楚.本研究通过双突变体构建、遗传以及表达谱分析,揭示了PARG1可能在DNA损伤响应途径关键激酶ATM和ATR的上游,通过调节ATM和ATR的活性来反馈调节DNA损伤信号途径.     

聚ADP-核糖聚合酶:疾病治疗新靶位

聚ADP-核糖聚合酶[Poly(ADP-ribose)polymerase,PARP]是一类存在于绝大多数真核生物中能催化多聚ADP核糖基化的细胞核酶,结构比较保守,主要包括三个结构域：DNA结合域、自身修饰域、催化域。该介绍PARP家族成员的结构与功能,并强调了PARP在疾病治疗过程中作为治疗靶位的研究。     

腺苷二磷酸核糖基化作用及其机制

腺苷二磷酸核糖基化作用及其机制杨其伟,陈德风（南开大学分子生物学研究所,天津３０００７１）关键词腺苷二磷酸核糖基化作用腺苷二磷酸（ＡＤＰ）核糖基化作用是以ＮＡＤ作为修饰基团的供体,将ＡＤＰ核糖共价连接到受体蛋白上去的一种转译后的修饰过程。自从６０年代...     

NAMPT与年龄相关性疾病的研究进展

烟酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyltransferase,NAMPT)是哺乳动物NAD~+生物合成中的限速酶,因此是细胞内NAD~+水平的控制器。NAMPT介导的NAD~+的生物合成在能量代谢、DNA修复、染色质重塑、细胞衰老和免疫细胞功能调节等方面发挥重要的作用。然而NAMPT的循环水平随着年龄的增长而显著下降,导致年龄相关性疾病包括代谢性疾病、神经退行性疾病、衰老和癌症的发生。最近研究发现,通过脂肪组织过表达eNAMPT来提高NAD~+水平可延长小鼠的健康寿命。因此推测NAMPT-NAD~+是一种有前景的抗衰老干预途径。该文系统概述了NAMPT,总结其与年龄相关性疾病的研究进展,NAMPT作为一种具有临床意义的分子,在年龄相关性疾病的诊断、预后和治疗中具有广泛的应用前景。     

PHA刺激对淋巴细胞修复DNA损伤的影响

本文报道PHA刺激对淋巴细胞DNA修复的影响的实验结果。以254nm波长的UV照射细胞(30J/m~2)引起DNA损伤,以[~3H]-TdR掺入实验测定非程序DNA合成,用超微量法测定细胞的NAD~+含量,并以[~(35)S]-蛋氨酸掺入,聚丙烯酰胺凝胶电泳及放射自显影术测定蛋白质生物合成,其结果如下: (1)在被PHA转化的淋巴细胞内非程序DNA合成,随PHA刺激的时间加长而增高;PHA处理淋巴细胞42小时,合成的速率约增加4倍;(2)在转化的淋巴细胞内,非程序DNA合成及程序DNA合成都被N-乙基马来酰亚胺(一种DNA聚合酶α的抑制剂)抑制,表明在DNA修复过程中DNA聚合酶α可代替DNA聚合酶β发挥作用; (3)UV照射后,被PHA刺激的淋巴细胞内NAD~+含量大约减少43.2％,而对照淋巴细胞内NAD~+的含量只减少25％,似乎说明PHA刺激能促进淋巴细胞内的P-ADP-核糖化作用;(4)在受PHA刺激72小时的淋巴细胞内有多种蛋白质合成,这些细胞在UV照射后以含10μg/ml嘌呤霉素的培养基培养,则非程序DNA合成被明显抑制(P<0.01),这提示DNA修复是一需要蛋白质合成的过程。此外,在受UV照射后10-45小时的淋巴细胞内,诱导产生一种分子量大约34000道尔顿的蛋白质。 上述结果表明,当PHA使淋巴细胞从静止状态转化为增殖状态时,有多种酶被诱导。由于这些酶,如DNA聚合酶α及P-ADP-核糖聚合     

多ADP-核糖聚合酶家族

分离鉴定多功能的核基质蛋白及核基质结合蛋白是目前核基质研究的一个重要领域。通过与转录因子、核基质结合元件以及DNA间相互作用,核基质结合蛋白在DNA复制、转录、加工修饰等细胞内事件中起着支持和调节的作用。多ADP-核糖聚合酶[poly(ADP—ribose)polymerase,PARP]是一种高度保守的核基质结合蛋白,在多种活动例如基因组损伤修复、细胞凋亡、信号转导、基因表达调控中都发挥着调节的功能。PARP的潜在生物学功能已越来越引起国内外研究人员的关注。     

ADP核糖基化因子的结构及其功能机制

ADP核糖基化因子(ADP-ribosylation factor,ARF)是Ras基因超家族的成员,它们是大小约20kDa的鸟嘌呤核苷酸结合蛋白。ARF最初发现作为霍乱毒素ADP-核糖转移酶的辅助因子共同作用于G蛋白α亚基,促使其ADP-核糖基化。近来人们发现ARF还参与囊泡运输、调节磷脂酶D的活性,在细胞内物质运输和信号转导过程中具有更加重要的生理功能。现就ARF的发现、分类、结构和功能、表达以及生理功能作一综述。     

核rDNA ITS区序列在无脊椎动物分子系统学研究中的应用

在无脊椎动物的分子系统学研究中,作为对线粒体DNA信息的重要补充,人们越来越多采用核DNA的核糖体内转录间隔区（ITS）作为分子标记。本文介绍了ITS的组成和性质,并对近年来ITS在无脊椎动物分子系统学研究中的应用进行了总结,同时提出并讨论了目前在该领域存在的一些问题。     

玉米离体线粒体合成蛋白质的研究

线粒体除了受核基因控制外,还具有其自 身的遗传系统。研究表明,线粒体蛋白质中由 线粒体本身的DNA 编码的不到20多,它们在 线粒体的核糖休上翻译而成;大部分的线粒体 蛋白质都是由核DNA 编码,在细胞质中的核 糖体上合成曰。     

聚腺苷二磷酸核糖基化研究的某些进展

聚腺苷二磷酸核糖基化研究的某些进展杨其伟，陈德风（南开大学分子生物学研究所天津３０００７１）聚腺苷二磷酸核糖基化［ｐｏｌｙ（ＡＤＰ－ｒｉｂｏｓｙｌ）ａｔｉｏｎ］是指生物体内在聚腺苷二磷酸核糖聚合酶［ｐｏｌｙ（ＡＤＰ－ｒｉｂｏｓｅ）ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ...     

新型糖基化酶AlkC和AlkD

DNA糖基化酶是一类有着重要生物功能的蛋白质,广泛存在于原核生物和真核生物中。研究表明,DNA糖基化酶能够特异性地识别损伤碱基,再通过各种酶修复DNA。最近,科学家在筛选土壤中3-甲基腺嘌呤糖基化酶时,发现了三种基因AlkC、AlkD和AlkE,其中AlkC和AlkD是两种新基因。本文根据近年来的研究成果,对AlkC和AlkD两种碱基糖基化修复酶的结构和功能,以及AlkD的切除损伤DNA的核酸捕获机理进行了总结。     

多聚ADP-核糖聚合酶与帕金森病

多聚ADP-核糖聚合酶(PARP)可以被DNA损伤断裂激活,使多种核蛋白发生聚ADP核糖化,促DNA的修复。然而,若PARP过度活化则将耗竭细胞内NAD 和能量而导致细胞凋亡和坏死。PARP的过度活化是帕金森病发病的重要危险因素,开发PARP抑制剂,将为临床治疗帕金森病提供新的希望。     

聚腺苷二磷酸核糖基聚合酶──在DNA损伤修复及程序性死亡中的作用

聚腺苷二磷酸核糖基聚合酶(poly (ADP-ribose) polyerase, PARP)是存在于多数真核细胞中的一个蛋白质翻译后修饰酶,它可催化组蛋白H₁等重要核蛋白及它自身的聚腺苷二磷酸核糖基化作用.细胞受到外界损伤因子作用时, DNA发生链断裂,PARP结合到DNA断裂口,其催化活性被激活,修饰受体蛋白,进而引发一系列级联反应.这种性质使PARP有可能作为细胞内的分子感受器和传感器,启动细胞内对损伤作出反应的信号传导机制,从而根据细胞受损程度决定细胞的命运：修复或是死亡．     

一株螢光假单孢杆菌(Pseudomonas fluorescens)中6-磷酸葡萄糖脱氢酶对烟酰胺核甙酸辅酶的专一性

在一株萤光假单孢杆菌SM-102菌株中G-6-P脱氢酶能同时利用NADP~+和NAD~+作为氢递体,并非象以往文献所载在G-6-P脱氢酶催化G-6-P的氧化中所引起NAD~+的还原是由于烟酰胺核甙酸转氢酶的作用所致,这个结论是根据下列的试验结果: (一)经测定在细菌的无细胞抽提液中没有找到烟酰胺核甙酸转氢酶的存在。(二)电泳纯的酶制剂亦能同时利用NADP~+和NAD~+作为氢递体。(三)在酶的纯化过程中,G-6-P脱氢酶作用于NADP~+和NAD~+的还原速率比值始终保持在2左右。(四)G-6-P脱氢酶作用于过量辅酶的反应系统时,对NADP~+的还原速率约为NAD~+的二倍,但当NADP~+和NAD~+同时存在时,还原速率仍与NADP~+相等。作者对G-6-P脱氢酶能同时以NADP~+与NAD~+作为辅酶在糖代谢演化上的意义进行了讨论。     

细胞内NAD~+水平分析方法的研究进展

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD~+)是存在于所有活细胞中的必需吡啶核苷酸。NAD~+作为一种重要的辅酶和底物,参与能量产生、DNA修复、基因表达、钙依赖的二级信使信号和免疫调节作用等多种生物学过程。NAD~+代谢长期失衡会扰乱机体的生理功能,导致代谢性疾病、神经退行性疾病以及癌症的发生。NAD~+的水平随着老龄化以及年龄相关性疾病的发生逐渐降低。最近的研究表明,提高细胞内NAD~+水平是延缓衰老,预防年龄相关退行性疾病的一种有前景的方法。尽管细胞内NAD~+代谢与人类健康和疾病密切相关,但NAD~+含量的检测极具挑战性。目前为止,开发了多种用于定量分析细胞内NAD~+水平的分析方法。该文就细胞内NAD~+水平分析方法作一综述,着重分析近年来国内外细胞内NAD~+水平检测的研究进展以及提出未来NAD~+定量分析所需解决的问题。     

核糖糖基化BSA单体对SH-SY5Y细胞的毒性明显

研究显示,蛋白质异常修饰形成的寡聚体,与其多聚体、淀粉样纤维相比,具有更强的细胞毒性．这一发现被认为是蛋白质错误折叠和聚集研究领域中的重要进展．蛋白质的异常修饰如还原糖的非酶糖基化,是糖尿病最基本的病理特征．2型糖尿病患者尿液中的核糖浓度显著升高,表明糖尿病不仅与葡萄糖代谢紊乱相关,同时也与核糖代谢失调相关．以牛血清白蛋白(BSA)为研究对象,通过荧光分光光度计检测、原子力显微镜、透射电子显微镜观察以及分子排阻色谱分离,观察到核糖糖基化能够诱导BSA聚集,从单体、寡聚体逐渐形成多聚体．通过CCK-8 Kit、乳酸脱氢酶细胞活性检测、TUNEL染色、caspase-3活性检测以及流式细胞检测等方法,发现核糖糖基化的BSA单体对SH-SY5Y细胞(人神经母细胞瘤细胞系)具有明显的毒性,与此同时,糖化寡聚体和多聚体没有表现出显著的毒性．进一步研究发现,核糖糖基化的BSA单体通过与AGEs的受体RAGE相互作用,激活细胞内的MAPK通路,从而导致细胞凋亡．