Published on October 20, 2006 at 5:24 PM
重要なDNA修復酵素を調査する科学者たちは今一緒に接着剤、またはligates、二重らせんを復元するためにDNA鎖の末端そのプロセスの最終ステップの良い画像を持っている。
分裂細胞の遺伝物質の複製の際に形成された豊富なDNA断片を一緒にリンクする酵素、DNAリガーゼ、例えば修理の細胞の生活の通常の過程で生成されるDNA切断の数百万、、。
"それは一緒にDNA鎖を結合するように我々の研究が開いて、拡張された形状から閉じた、円形の形状にそのDNAリガーゼのスイッチを示し、"調査の年長の著者トムエレンベルガー、DVM、博士は、レイモンドH. Wittcoff教授は言うとで生化学と分子生物物理学の部長セントルイスの医学のワシントン大学 。 "リガーゼは、結合されているDNAの端の周りにラッチ腕時計に似ている。"
DNAは、驚くほど反応性や環境有害物質と反応性細胞の代謝物から連続攻撃を受けています。 DNA損傷を修復する手段は、遺伝子の青写真の整合性を維持するために不可欠です。
これらの修復プロセスがゆがんで行くときに、細胞は、誤動作を死ぬか、癌になることができるので、研究者は"DNAの力学が"自分の仕事を行う方法を知っていると思います。 DNAリガーゼは、がんや他の疾患の化学療法のための魅力的なターゲットです。
DNAリガーゼは、スライディングクランプと呼ばれる別のリング状のタンパク質と協調して動作する。例えば、ヒトPCNAの蛋白質としてスライディングクランプは、損傷部位にリクルート修復酵素そのドッキング部位を提供し、DNA修復のマスターレギュレータです。
"PCNAと取り囲むDNAに対してリガーゼスタックは、我々はこの相互作用は、PCNAから他の修復タンパク質が排出さを考えるとき、"エレンベルガー氏は述べています。 "この役割では、リガーゼはDNA修復、DNAは自然のままの状態であることを証明し、接合DNA末端の最後のステップの準備の最終的な調停者として機能することができる。"
分子細胞の10月20日号に掲載されたDNAリガーゼ、この研究では、エレンベルガーの研究グループは、スクリプス研究所（TSRI）、医学およびローレンスバークレー国立研究所（LBNL）のメリーランド大学の大学の科学者と提携。
両方別々に、複雑な、エレンバーガーと彼のグループで、DNAリガーゼとPCNAの複雑で動的な構造を可視化する強力なX線とバークレー研究所でSIBYLS放射光ビームラインの高度な技術を活用するためにLBNL科学者と緊密に協力先進的な光源。
研究者は、X線結晶構造解析と小角X線散乱（SAXS）の組み合わせを使用する。彼らは、ヒトを含むmulticelled生物、の同じ生化学的特性の多くを持っているスルホsolfataricusと呼ばれるモデル生物でそれらの研究を行った。
"我々は、リング状のPCNAの蛋白質に結合するときにDNAリガーゼがシャットダウンラッチと期待し、"エレンベルガー氏は述べています。 "しかし、X線小角散乱の実験では明らかにそのリガーゼはDNAが従事し、リガーゼがシャットダウンスナップされるまで、他の修復タンパク質がPCNAをバインドできるようにするオープン構造に残って表示されます。"
共著者ジョンTainer、博士、LBNLとTSRI教授が、結果はこれらのタンパク質は、動的に組み立て、複製や修復時にDNA末端を結合するためにその形状を変更する方法を初めて明らかに述べています。
DNAに結合したDNAリガーゼの閉じたコンフォメーションは、以前はエレンベルガーのグループによって報告された別の研究で画像化した。エレンベルガーは、将来の課題は、SAXSデータを分析する新しい方法を必要とする同じ実験でリガーゼ、PCNAとDNAの分子振り付けを研究するためだという。
"X線小角散乱法は結晶化が困難または不可能な大規模なタンパク質やタンパク質複合体を視覚化する強力な手段を提供する、"エレンベルガー氏は述べています。 "複雑なプロセスのイメージングには、動物全体に分子レベルから生体組織の異なるレベルに対応するさまざまなツールが必要になります。"
生物学的イメージングの研究は実用化に遺伝的メカニズムの知識を変換するために呼び出す大学のBioMed21イニシアチブの一つの側面です。
http://www.wustl.edu
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