芦丁、槲皮素快速修复嘌呤脱氧核苷酸阳离子自由基

利用脉冲辐解技术研究了芦丁和槲皮素对嘌呤脱氧核苷酸阳离子自由基的修复作用. 脉冲辐照经N²饱和的含20 mmol/L K²S²O⁸, 200 mmol/L t-BuOH及芦丁或槲皮素的脱氧核苷酸中性水溶液, 几十个微秒内出现芦丁或槲皮素酚氧自由基的瞬态吸收谱, 同时先前形成的脱氧核苷酸阳离子自由基的瞬态吸收谱迅速衰减, 表明被试黄酮能够快速修复脱氧核苷酸阳离子自由基. 对dAMP和dGMP阳离子自由基的修复反应速率常数分别为(3.8 ~ 4.4)×10⁸和(1.3 ~ 1.8)× 10⁸ L/(mol·s).     

DNA瞬态损伤的快速修复阻断癌变最早事件的发展

DNA瞬态损伤(DNA自由基)引起DNA碱基对断裂和双螺旋结构下沉,导致基因失稳,可能是构成癌变的最早事件。基因失稳是癌的共同特征标志之一,而DNA修复可通过维持基因完整性来降低癌的发生。修复DNA的能力低下也是癌的共同特征标志之一。近年新发现了一种独特的修复机制,称为快速修复,专一地修复DNA瞬态损伤,只需几个微秒就能完成,比已知的酶性修复快十亿倍,修复速率常数达到109L.mol-1.s-1。还发现凡是具有快速修复能力的植物多酚类几乎都能不同程度地削弱癌的特征标志,包括使癌细胞形态正常化、抑制癌细胞增殖、促进癌细胞分化或凋亡、降低端粒酶活性、减少植瘤率、阻止细胞迁移和扩散、抑制血管生成、延长存活时间、降低患癌风险等。     

嘌呤受羟基自由基损伤机制的量子化学研究

用量子化学从头算方法 ,在 3— 2 1 G基组水平上对腺嘌呤 ( A)和鸟嘌呤 ( G)受羟基自由基(·OH)进攻形成的各种可能产物自由基进行了几何全优化 ,然后在优化构型下 ,用 UHF/6— 31 G基组做单点计算 .根据计算结果 ,由能量、自旋密度和键长分析了羟基自由基造成 DNA的损伤及其修复机制 .结果表明羟基自由基易进攻腺嘌呤的 C— 4、C— 5位 ,形成的产物自由基 A4OH·比A5OH·易与 N— 1 0位 H脱水 ,且脱水后的产物自由基进行异构化 ,这样可通过加入氧化剂带走未成对电子从而使嘌呤体系得到修复 .鸟嘌呤也易形成 G4OH·和 G5OH· ,但 G5OH·比 G4OH·更易脱水 .另外 ,羟基自由基进攻腺嘌呤和鸟嘌呤的 C— 8位在能量上最为有利 .A8OH·与G8OH·会发生开环反应 ,一旦开环 ,DNA便不易修复     

膜荚黄芪中的异黄酮化合物

从上海崇明产膜荚黄芪(Astragalus membranaceus(Fisch.)Bunge)根的乙醇提取物中分离鉴定了6个异黄酮化合物:8,3＇-二羟基-7,4＇-二甲氧基异黄酮、奥刀拉亭-7-O-β-D-葡萄吡喃糖甙、芒柄花素、7,3＇-二羟基-8,4＇-二甲氧基异黄酮、毛蕊异黄酮和毛蕊异黄酮-7-O-β-D葡萄吡喃糖甙。其中,前两个为新化合物。     

哺乳动物卵母细胞的DNA损伤与修复研究进展

DNA损伤是影响配子发生和胚胎发育的关键因素之一。卵母细胞容易被各种内外源因素(如活性氧、辐射、化疗药物等)诱发DNA损伤。目前研究发现,对于各类DNA损伤,各发育阶段的卵母细胞能够做出相应的DNA损伤反应,通过复杂的机制对DNA进行修复或者启动细胞凋亡。相比于进入生长阶段的卵母细胞,原始卵泡卵母细胞更容易被DNA损伤诱导凋亡。DNA损伤不易诱导卵母细胞减数分裂成熟进程停滞,然而携带DNA损伤的卵母细胞的发育能力明显下降。在临床上,衰老、放疗和化疗是导致女性卵母细胞DNA损伤、卵巢储备降低和不孕的常见原因。为此,人们尝试了能够减轻卵母细胞DNA损伤和增强DNA修复能力的多种方法,试图保护卵母细胞。本文对哺乳动物的各发育阶段卵母细胞的DNA损伤与修复的相关研究进行了梳理和总结,并讨论了其潜在的临床价值,以期为生育力保护提供新的策略。     

脂质过氧化引起的DNA损伤研究进展

脂质过氧化可以引起各种碱基损伤、DNA链断裂和各种荧光产物生成,并对DNA分子鸟嘌呤碱基具有选择性损伤.过渡金属离子可以明显加深脂质过氧化对DNA的损伤程度.多种抗氧化剂、活性氧自由基清除剂对脂质过氧化引起的DNA损伤有一定程度的保护作用.具有致突、致癌作用的8－羟基鸟嘌呤已经观察到．脂质过氧化的致突变、致癌变作用机制引起了人们的极大兴趣．     

细胞命运抉择的数学模型:活性氧与p53的关系及其意义(英文)

生物体内的细胞生活在复杂的环境中。在生物体内,活性氧是普遍存在的。生物体内的活性氧可以诱导DNA损伤,最终破坏基因组稳定性。其中,对基因组损伤最严重的是DNA双链断裂损伤。肿瘤抑制因子p53是细胞内介导DNA损伤反应的重要因子。p53可以修复损伤DNA,保护轻度受损细胞。而当细胞受到严重损伤时,p53能够诱发细胞凋亡,从而维持机体稳态。p53的动力学对于细胞的反应性具有重要影响,然而对这方面却缺少系统的认识。因此在本文中,我们主要关注运用数学模型方法研究p53脉冲的动力学性质,从而揭示细胞内潜在的生死选择机制。     

DNA修复——基因组稳定性护卫机制的原创与发现之旅

基因组DNA是遗传的物质基础,编码的信息指导生物种系的复制延续、生命体的生长发育和代谢活动。无论是在外环境因素的应激压力下还是处于正常状态,DNA损伤时刻在发生,由此,DNA损伤修复作为重要的细胞内在机制,在维护基因组稳定性、降低癌症等人类系列重大疾病风险中发挥了不可替代作用。三位科学家汤姆·林达尔(Tomas Lindahl)、阿齐兹·桑贾尔（Aziz Sancar）、保罗·莫德里奇（Paul Modrich）因发现和揭示DNA修复及其机制的杰出贡献,获得2015年诺贝尔化学奖。本文综述了三位获奖者分别在DNA损伤的碱基切除修复、核苷酸切除修复和错配修复研究中的原创发现,以及相应的修复通路机制的描绘。此3种修复通路,主要是针对紫外线和化学物所致DNA的碱基损伤、嘧啶二聚体及加合物或者DNA复制过程中发生的碱基错误配对的修复。恰巧,2015年拉斯克基础医学研究奖授予的两位科学家,也因他们揭示了DNA损伤应答现象和机制研究的重大贡献而获奖,本文也呈现了获奖者的关键性科学发现。最后,简要展望了中国DNA损伤修复领域的发展。     

RNA聚合酶监视的DNA修复机制

生物体在正常生命过程中面临内/外因来源的DNA损伤,DNA损伤不仅影响基因正确复制,也阻碍其正常转录.为避免DNA损伤带来的灾难性后果,生物体进化出一整套修复机制,以保证复制和转录的正确性、基因组的完整性和遗传的稳定性.本文重点综述了RNA聚合酶监视(RNA polymerase-surveilled,RNAP-S)的DNA修复机制.首先从RNA聚合酶(RNA polymerase,RNAP)的结构出发介绍了RNAP对DNA损伤的感知机制;其次讨论了滞留RNAP的回溯、与其模板DNA的解离以及后续修复机制的启动,真核细胞科凯恩综合征B蛋白(Cockayne syndrome protein B,CSB)及其泛素化和8-氧代鸟嘌呤DNA糖基化酶1 (8-oxoguanine DNA glycosylase1,OGG1)介导的RNAP-S修复;最后探讨了RNAP-S损伤修复的生物学意义并展望其前景.     

泛素/类泛素化调控DNA损伤修复机制研究进展

细胞对DNA损伤进行精确、高效修复的机制被称为DNA损伤应答机制,增殖细胞核抗原(PCNA)在DNA损伤修复机制中起着核心的作用。当细胞遭遇到DNA损伤时,PCNA通过泛素化及类泛素化的翻译后修饰对DNA修复过程进行调控。本文重点阐述DNA损伤修复的不同方式,以及泛素/类泛素化相关蛋白参与调控DNA损伤修复过程的研究进展,并分析了DNA损伤修复与机体的衰老和发育之间的密切关系,为研究DNA修复蛋白的缺失在相关疾病中的作用机制提供新思路。     

DNA损伤谱的模拟和分析

电离辐射可以导致DNA的简单损伤或复杂损伤。复杂损伤可能引起细胞的死亡和基因突变,损伤的复杂程度对DNA的修复有很大的影响。研究DNA损伤谱对于细胞的修复、凋亡以及放射治疗等有重要意义。利用国际上现有的少量DNA损伤谱的计算结果,用一个简单模拟电离辐射致DNA损伤谱的算法模拟计算并分析了DNA损伤谱,分别给出了电子、质子和a粒子的参数,再现了径迹结构计算的结果。     

耐辐射奇球菌辐射损伤修复机制的研究进展

耐辐射奇球菌是迄今为止发现的对辐射抗性最强的原核生物,是研究DNA损伤与修复的模式生物.耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans,DR)对于电离辐射、紫外线、干燥、H2O2以及其他一些DNA损伤剂均表现出极强的抵抗能力,对于这种超强抗性的具体机制,学界至今尚未形成定论.对DR DNA损伤修复机制的解释包括切除修复和重组修复.本文就耐辐射奇球菌DNA辐射损伤后修复机制的研究进展作一综述.     

茶多糖的抗氧化活性及对细胞氧化损伤的保护机制

茶多糖是一种从茶叶中提取的酸性糖蛋白,具有良好的抗氧化活性。以自由基清除率为指标,分析皖西南地区夏秋茶多糖的抗氧化活性,基于H₂O₂和EDTA-Fe²⁺建立的外源性羟基自由基(·OH)损伤细胞模型和PMA诱导内源性羟基自由基损伤模型,进一步探讨茶多糖对自由基损伤的修复作用机制。结果表明,茶多糖具有良好的体外抗氧化活性,对DPPH·和·OH均具有较强的清除效果,EC₅₀值分别为209.5和535.2μg·mL^–1,最大清除效率与Vc相当。细胞增殖实验表明,外源性和内源性自由基氧化损伤模型中细胞存活率均随着茶多糖浓度的增加而升高,在茶多糖浓度为800μg·mL^–1时细胞存活率分别高达87.41%和85.84%,且显著高于模型组(47.67%和48.03%)。在修复机制上,利用激光共聚焦显微镜显影细胞内活性氧(ROS)分布以及荧光强度,分析结果显示,与模型组相比,茶多糖对于细胞模型中外源和内源性ROS均具有明显的清除效果,与体外抗氧化实验结果一致。茶多糖在体外表...     

一种基于GFP分子荧光显示的检测大尺度染色质松弛技术的建立

在真核生物中,基因组DNA是被高度包装成染色质的形式而存在的,这就对基因在复制、转录、修复、重组时的功能分子有效地接近DNA形成了天然屏障,执行上述生化反应需要松散染色质的结构,染色质松散是染色质动态变化即染色质重塑(chromatin remodeling)的一种形式.越来越多的证据表明,染色质重塑在DNA损伤反应中起着非常重要的作用,染色质重塑过程可以把损伤应答和修复蛋白募集到损伤位点,从而完成修复.为了进一步探讨染色质重塑和DNA损伤修复的偶联机制,采用了基于Lac抑制子和Lac操纵子的大规模染色质重塑报告系统,并借助GFP分子荧光显示方法,建立了可以直观地观察染色质松散的技术.在利用该技术证实了DNA损伤应答蛋白TIP60能够强烈诱导染色质松散的基础上,发现P53诱导基因3蛋白(PIG3)在细胞辐射DNA损伤反应中也能够一定程度地诱导染色质松弛.这些结果证明此技术是可靠的,也为阐述DNA损伤修复与染色质重塑关联机制提供了新的信息.     

Sirtuins家族蛋白参与DNA损伤修复的研究进展

在机体的能量代谢、生长发育、衰老和DNA损伤修复中起到了关键的调节作用.近年来的研究发现,Sirtuins通过多种机制参与DNA损伤修复.本文重点阐述Sirtuins在DNA损伤修复中的研究进展,以期对Sirtuins的研究提供理论指导.     

泛素E3连接酶接头蛋白SPOP和MDM2在DNA损伤修复中的作用

DNA损伤修复是维持细胞基因组稳定性和完整性的基础,越来越多的研究发现,E3泛素连接酶在DNA损伤修复中起着重要的作用.该文将介绍DNA损伤修复的机制、DNA损伤修复与疾病的关系、及E3泛素连接酶接头蛋白MDM2和SPOP在DNA损伤修复中的作用.重点围绕DNA损伤修复的两条通路:E3泛素连接酶接头蛋白SPOP与ATM...     

DNA损伤修复过程表观遗传学改变

多种化学、物理及生物因素可诱发细胞DNA损伤,损伤后DNA损伤位点被相关损伤感受器识别,激活相应的修复通路进行DNA修复。越来越多的证据表明DNA甲基化状态、蛋白翻译后修饰、染色质重塑、miRNA等修饰方式参与了DNA的损伤修复。文章通过不同损伤修复通路中这些修饰的特点,阐述表观遗传学改变在DNA损伤修复发展过程中的作用机制。     

鸟嘌呤碱基与羟基自由基反应的密度泛函理论

羟基自由基 (·OH)进攻嘌呤碱基是破坏核酸造成DNA断链损伤的重要原因之一 .采用密度泛函 (DFT)理论中B3LYP方法在 6— 31G基组水平上对鸟嘌呤 (G)受羟基自由基进攻形成的各种可能产物自由基进行几何全优化 .根据总能量、键长和自旋密度的计算结果 ,从理论上确认了C 5和C 8位加成机制 .得产物自由基G5OH·、G8OH· ,且G5OH·易与N 11位H脱水得一个更稳定的产物自由基 ,而G8OH·不易发生开环反应 ,得到与实验一致的结论 .这些稳定自由基的形成造成DNA断链损伤     

用脉冲辐解法研究苯丙素甙及其类似物与羟自由基的反应

利用脉冲辐解技术研究了从民间中药中提取的一种苯丙素甙 :角胡麻甙C和 3种素似物 :红景天甙、6 氧 阿魏酰葡萄糖、6 氧 对羟基桂皮酰葡萄糖与羟自由基的反应 ,测得反应速率常数为 ( 1 .0 3～ 1 9.1 39)× 1 0 ⁹ L·mol^{- 1}·s^{- 1},说明上述苯丙素甙及其类似物是羟自由基的有效清除剂 .苯丙素甙及其类似物分子中酚羟基的数目与清除能力直接相关 ,即酚羟基数目越多 ,清除能力越强 .比较红景天甙、6 氧 阿魏酰葡萄糖和 6 氧 对羟基桂皮酰葡萄糖与羟自由基反应的速率常数 ,发现苯丙素甙分子中的苯乙基比苯丙烯酰基对清除羟自由基更为重要     

BRCA1与DNA损伤修复调控网络

DNA损伤应答机制的存在有助于机体基因组稳定性的维持. BRCA1是一种重要的肿瘤抑制基因,它在DNA损伤应答中发挥了重要的作用. BRCA1可以与BARD1结合形成稳定的异源二聚体,作为BRCA1复合体蛋白组分的核心参与了DNA损伤信号传递、同源重组修复、DNA复制、细胞周期等多途径的调控.本文主要对BRCA1功能及其参与DNA损伤应答网络调控展开阐述,并总结了利用PARP抑制剂针对BRCA1突变肿瘤进行治疗产生耐药性的多种机制.