Οι επιστήμονες καθορίζουν μοριακή δομές βακτηριακή AlkB πρωτεΐνης και την αντίστοιχη ανθρώπινη πρωτεΐνη, ABH2

Μια ομάδα από επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Σικάγου έχει φαίνεται πώς δύο πρωτεΐνες, εντοπίστε και επιδιορθώστε βλάβη γενετικό υλικό μέσα σε κελιά.

Μία πρωτεΐνες εντοπίζει και επιδιορθώνει ζημιές στην κακοήθων κυττάρων που προκύπτουν από έναν ορισμένο τύπο θεραπειών του καρκίνου. Σε ένα έγγραφο που δημοσιεύτηκε στο τεύχος του 24 Απριλίου Εφημερίδα χαρακτήρα, η ομάδα έθεσε τη δυνατότητα να σχεδιάζετε ένα μόριο που θα μπορούσε να έχει σχέση με τη διαδικασία επιδιόρθωσης, καθιστώντας πιο αποτελεσματική θεραπεία του καρκίνου.

Chuan αυτός, επίκουρος καθηγητής της χημείας, οδήγησε την ομάδα του. Ο συνδημιουργοί περιλαμβάνονται Φοίβη ρυζιού, αναπληρωτής καθηγητής βιοχημείας και μοριακής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο και πέντε ερευνητές από εργαστήριο του: Cai-Guang Yang, γι Chengqi, Erica Duguid, Christopher Sullivan και της Xing Jian. Εργασία τους είχε υποστηριχθεί από τα εθνικά ινστιτούτα υγείας, το ίδρυμα W.M. Keck και ο Άρνολντ και Mabel Beckman Foundation.

Στο βιβλίο τους χαρακτήρα, οι επιστήμονες καθορίζεται, για πρώτη φορά, τις δομές crystal (που δείχνει το τρισδιάστατο πλαίσιο των ατόμων) δύο σχετικές DNA επισκευής πρωτεϊνών συνδεδεμένο με διπλή-λανθάνον DNA: βακτηριακή πρωτεΐνη που ονομάζεται AlkB, και μια αντίστοιχη ανθρώπινη πρωτεΐνη, ABH2. Οι επιστήμονες επιδίωκαν οι δομές της τις εν λόγω πρωτεΐνες για να κατανοήσετε καλύτερα τον τρόπο μπορούν να εκτελούν τους βασικούς ρόλους στην επιδιόρθωση DNA.

Η πρωτεΐνη βακτηριακή να συνδέσετε να είτε μονής - ή διπλό-λανθάνον DNA. Οι κλώνοι διαχωρίσετε κατά τη διαδικασία της αναπαραγωγής, αλλά η πρωτεΐνη βακτηριακή αποφεύγει το τελευταίο. "Αυτό είναι αξιοπερίεργο, διότι οι περισσότερες άλλες πρωτεΐνες επιδιόρθωση DNA προτιμούν double-λανθάνον,", είπε. Της AlkB πρωτεΐνης αποφεύγει double-λανθάνον DNA, επειδή δεσμευτική ισχύ, διαρκεί περισσότερη ενέργεια.

"Διπλή-λανθάνον DNA είναι άκαμπτη. Μονό-λανθάνον είναι πολύ ευέλικτη,"εξήγησε. "Μπορεί να σας να προκαλέσει κάθε είδους στρεβλώσεις σε μονό-λανθάνον χωρίς να πληρώνουν πολύ δραστήρια ποινή."

Πολλά εργαστήρια προσπάθησαν ανεπιτυχώς να λύσει τη δομή των βακτηρίων πρωτεϊνών με διπλή-λανθάνον DNA. Δεν το έπραξαν διότι αυτή η οικογένεια των πρωτεϊνών συνδέει DNA ασθενή, τα οποία ταινίες την εφαρμογή των παραδοσιακών μεθόδων κρυσταλλογραφικές, είπε. Η ομάδα του ενισχύεται το συγκρότημα από cross-linking το DNA με τις πρωτεΐνες.

Προηγούμενη crystal δομές της εν λόγω πρωτεΐνες και περιλαμβάνονται μόνο για ένα πολύ σύντομο, single-λανθάνον τμήμα του DNA και δεν προέκυψαν όλες τις αλληλεπιδράσεις με μεγαλύτερο, πιο βιολογικώς σχετικές σκέλη του DNA.

"Η τεχνική που θα χρησιμοποιηθούν για να αναπτυχθούν αυτές οι κρύσταλλοι είναι πολύ έξυπνη," είπε ρυζιού, ο οποίος υπηρέτησε ως crystallographer της ομάδας. «Είναι μια ωραία εφαρμογή της χημείας στην επίλυση σημαντικά ερωτήματα στη βιολογία.

"Γνωρίζουμε ποιά κομμάτια του ενζύμου είναι σημαντικές για την αλληλεπίδραση με διπλή-λανθάνον DNA και ποιά κομμάτια λείπουν όταν προτιμά μια ενιαία δέσμη θα μας βοηθήσει να προβλέψετε τις λειτουργίες των συναφών πρωτεΐνες," είπε ρυζιού.

Είπε ότι: "εμείς τώρα εφαρμόσετε αυτή η ίδια στρατηγική σε όλα τα είδη των άλλων πρωτεϊνών-DNA σύμπλοκα."

Το AlkB και ABH2 πρωτεϊνών επισκευής η αλκυλίωση βλάβες στο DNA, συμπεριλαμβανομένων των ζημιών που προκαλούνται από alkylating θεραπείες του καρκίνου. Η αλκυλίωση είναι η προσθήκη ορισμένων χημικών ομάδων να DNA και είναι ιδιαίτερα επιβλαβείς για τις ταχέως αναπτυσσόμενες κύτταρα, όπως η καρκινικά.

Μια μη αναμενόμενη ανάπτυξη πέρυσι, μια ομάδα ευρωπαίων ερευνητών δημοσίευσε μελέτες που προσδιοριστεί ένα γονίδιο παχυσαρκία στους ανθρώπους που ανήκει στην ίδια οικογένεια των πρωτεϊνών ως AlkB. Ένα ελάττωμα ως προς αυτό το γονίδιο, FTO, σχετίζεται με μια αύξηση του βάρους σχεδόν επτά λίρες.

«Η έκπληξη και συναρπαστικό να δείτε ότι η συνάρτηση demethylation συνδέεται με παχυσαρκία,» είπε. "Διαπιστώθηκε είναι ένας τύπος η αλκυλίωση που χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της έκφρασης των γονιδίων." Ένας των μελλοντικών στόχων του είναι να καθορίσει τη λειτουργία της πρωτεΐνης FTO.

Μεταξύ των πολλών λειτουργιών τους, πρωτεΐνες ελέγχου χημικών αντιδράσεων στο κελί ενεργοποιώντας τα γονίδια και. "Αυτή η οικογένεια των πρωτεϊνών μπορεί να χρήση demethylation ως ένα μήνυμα για τη ρύθμιση της ενεργοποίησης του γονιδίου,", είπε. «Αλλά αυτό το είδος demethylation AlkB και FTO έχει συνδεθεί ποτέ με ενεργοποίηση γονίδιο στο παρελθόν».

Αυτός επιβλέπει μια ερευνητική ομάδα 20 περίπου φοιτητών και τις επιστημόνων, που καταλαμβάνει περίπου το ήμισυ των μια πτέρυγα στον τρίτο όροφο του Κέντρου Gordon για Integrative επιστήμη. Η ομάδα συλλέγει περισσότερα από τα στοιχεία στην του Υπουργείου της ενέργειας για προχωρημένους φωτόνιο πηγή στο Argonne National Laboratory.

Κατά τη διάρκεια των πολλών επισκέψεων συλλογής δεδομένων για να Argonne, είναι η ομάδα έχει γίνει στη με τους επιστήμονες που έχει αντιστοιχιστεί το lab διαρθρωτικών βιολογία κέντρο και BioCARS (Κέντρο για πηγές ακτινοβολίας για προχωρημένους). "Μετά την έμαθαν αυτού του έργου, τους εφόσον νέες ιδέες που μας έχετε συνεργασία,", είπε.

Advertisement