De Wetenschappers bepalen moleculaire structuren van bacteriële proteïne AlkB en zijn overeenkomstige menselijke proteïne, ABH2

Een team van Universiteit van de wetenschappers van Chicago heeft getoond hoe twee proteïnen de plaats bepalen en van beschadigd genetisch materiaal binnen cellen herstellen.

Één proteïne ontdekt en herstelt schade in kwaadaardige cellen die uit een bepaald type van kankertherapie kunnen voortvloeien. In een document dat in 24 April kwestie van de dagboekAard wordt gepubliceerd, hief het team de mogelijkheid om een molecule op te ontwerpen die zich kon in het reparatieproces mengen, dat kankerbehandeling efficiënter maakt.

Chuan leidde Hij, HulpProfessor in Chemie, het team. Zijn medeauteurs omvatten Rijst Phoebe, Verwante Professor in Biochemie en Moleculaire Biologie bij de Universiteit van Chicago, en vijf onderzoekers van zijn laboratorium: Cai-Guang Yang, Chengqi Yi, Erica Duguid, Christopher Sullivan, en Xing Jian. Hun werk werd gesteund door de Nationale Instituten van Gezondheid, de W.M. Stichting van Keck en de Arnold en Stichting van Mabel Beckman.

In hun document van de Aard, de bepaalde wetenschappers, voor het eerst, de kristalstructuren die (het driedimensionele kader van atomen tonen) van twee verwante DNA-Reparatie proteïnen verbindend aan double-stranded DNA: een bacteriële proteïne riep AlkB, en een overeenkomstige menselijke proteïne, ABH2. De Wetenschappers hadden de structuren van deze proteïnen willen beter begrijpen hoe zij hun zeer belangrijke rollen in het herstellen van DNA uitvoeren.

De bacteriële proteïne kan aan of enige of double-stranded DNA binden. De bundels afzonderlijk tijdens de replicatie verwerken, maar de bacteriële proteïne vermijdt de laatstgenoemden. „Dit is zeer bizar, omdat de meeste andere de reparatieproteïnen van DNA double-stranded verkiezen,“ Hij zei. De proteïne AlkB vermijdt double-stranded DNA omdat bindend het meer energie neemt.

„Double-stranded DNA is stijf. Single-stranded is zeer flexibel,“ Hij verklaarde. „U kunt allerlei vervorming in single-stranded veroorzaken zonder veel energieke boete te betalen.“

Vele laboratoria hebben niet succesvol geprobeerd om de structuur van de bacteriële proteïne met double-stranded DNA op te lossen. Zij ontbraken omdat deze familie van proteïnen DNA zwak bindt, welke folies de toepassing van traditionele kristallografische methodes, Hij zei. Zijn team versterkte het complex door DNA aan de proteïne cross-linking.

De Vorige kristalstructuren van deze proteïne omvatten slechts een zeer kort, single-stranded segment van DNA, en openbaarden elk van zijn interactie met grotere, biologischer relevante bundels van DNA niet.

De „techniek die zij gebruikten om deze kristallen te kweken is zeer knap,“ bovengenoemde Rijst, die als team crystallographer diende. „Het is een aardige toepassing van chemie op het oplossen van belangrijke vragen in biologie.

„Wetend welke stukken van het enzym voor het in wisselwerking staan met double-stranded DNA belangrijk zijn en welke stukken missen toen het verkiezen één enkele bundel ons zal helpen om de functies van verwante proteïnen te voorspellen,“ bovengenoemde Rijst.

Gezegd Hij: „Wij passen nu deze zelfde strategie op allerlei andere complexen eiwit-DNA toe.“

AlkB en ABH2 proteïnen herstelt alkylation schade aan DNA, met inbegrip van de schade die door het alkylating kankerbehandelingen wordt veroorzaakt. Alkylation is de toevoeging van bepaalde chemische groepen aan DNA en is bijzonder schadelijk voor snel het groeien cellen zoals kankerdegenen.

In een onverwachte ontwikkeling vorig jaar, publiceerde een team van Europese onderzoekers studies die een zwaarlijvigheidsgen in mensen identificeerden dat tot de zelfde familie van proteïnen zoals AlkB behoort. Een tekort in dit gen, FTO, wordt geassocieerd met een gewichtsaanwinst van bijna zeven ponden.

„Het is verrassend en opwekkend om te zien dat de demethylationfunctie met zwaarlijvigheid,“ verbonden is Hij zei. „Methylation is een type van alkylation dat wordt gebruikt om genuitdrukking te regelen.“ Één van zijn toekomstige doelstellingen moet de functie van de proteïne bepalen FTO.

Onder hun vele functies, controleren de proteïnen chemische reacties in de cel door genen en uit te zetten. „Deze familie van proteïnen zou demethylation kunnen gebruiken zoals een signaal om genactivering te regelen,“ hij zei. „Maar dit type van demethylation door AlkB en FTO is nooit verbonden met genactivering in het verleden.“

Hij houdt toezicht op een onderzoeksteam van ongeveer 20 studenten en post-doctorale wetenschappers, dat bijna de helft van één vleugel op de derde verdieping van het Centrum Gordon voor IntegratieWetenschap bezet. Het team verzamelt het grootste deel van zijn gegevens bij de Bron van het Foton van het Ministerie van Energie Geavanceerde bij Nationaal Laboratorium Argonne.

Over de cursus van vele verzamelings van gegevensbezoeken aan Argonne, is Hij team is geworden goed-op de hoogte brengen van de wetenschappers die aan Structural Biology Center en BioCARS van het laboratorium worden toegewezen (Centrum voor de Geavanceerde Bronnen van de Straling). „Nadat zij van dit werk leerden, gaven zij sommige nieuwe ideeën dat wij samenwerken,“ Hij zeiden.

Advertisement