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研究细胞抵御 Top2 毒剂的机制有重要的理论和应用意义

一个名为 Rrp2 的 DNA 移位酶通过阻止 DNA 拓扑异构酶Ⅱ(Top2)的降解来避免 Top2 毒剂(Top2 poisons)所造成的基因组损伤。

Top2 毒剂通过稳定 Top2 反应过程中形成的 Top2 与 DNA 共价连接的中间体,对基因组稳定性造成影响。一些 Top2 毒剂如依托泊苷(etoposide)等被应用于癌症的临床治疗。还有多种 Top2 毒剂以天然产物的形式在自然界和人们的日常饮食中广泛存在。因此研究细胞抵御 Top2 毒剂的机制有重要的理论和应用意义。

研究人员通过对裂殖酵母全基因组缺失突变体文库的筛选发现 DNA 移位酶 Rrp2 的缺失会显著增强细胞对依托泊苷的敏感性。这一表型与 Top2 的苏素化(SUMOylation)修饰相关。他们证明在 Rrp2 缺失突变体中,苏素靶向的泛素连接酶(SUMO-targeted ubiquitin ligase, STUbL)促进被苏素修饰的 Top2 的降解,从而在基因组上有共价连接的 Top2 的位置造成更严重的 DNA 损伤。Rrp2 具有苏素结合能力,能与 STUbL 竞争结合被苏素修饰的 Top2 分子;同时 Rrp2 利用移位酶活性,将被苏素修饰的 Top2 从 DNA 上移除。通过上述两种机制,Rrp2 抑制了 STUbL 对 Top2 的降解。另外,他们还发现芽殖酵母中 Rrp2 的同源蛋白 Uls1 也行使类似的抵御 Top2 毒剂的功能,说明这一基因组保护机制在真核生物中普遍存在。
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