染色质的结构变化又称为染色质重塑(Chromatin remodeling),染色质重塑调节着基因转录、DNA修复、程序性细胞死亡等多种细胞基础过程。Stowers明升手机版研究所的明升体育app家们在前期研究的基础上深入解析了染色质重构的调控机制。
Stowers研究所的研究人员进行了一系列生化实验,揭示了染色质重塑酶ALC1(short for Amplified in Liver Cancer 1)独特的激活机制,ALC1也是一种潜在的癌基因。研究显示,在其他蛋白的作用下,ALC1的结构发生变化,从而激活其功能。这项研究不仅揭示了细胞染色质重塑调节的新成员,也为人们提供了癌症治疗的新靶标。
染色质重塑酶的主要任务之一就是让DNA暴露出来以便进行DNA修复或者基因转录。该研究的第一作者Aaron Gottschalk博士2009年在美国国家明升体育app院院刊PNAS上发表文章,提出ALC1的重塑活性需要其他蛋白来启动。近日,他又在近期的Journal of Biological Chemistry杂志上解析了ALC1激活的详细机制。
ALC1蛋白具有SNF2蛋白域,它利用ATP水解所提供的能量推动核小体,核小体是染色质的基本重复单元。
与ALC1同一家族的蛋白都是通过形成多蛋白复合体来起作用,但ALC1却是个独行侠。研究人员指出,尽管ALC1独自执行功能,但它也需要其他蛋白的推动,例如应答多种DNA损伤的酶PARP1和NAD+。研究显示,只有在PARP1和NAD+都存在的情况下,ALC1才会激活,推动核小体调整染色质的结构。
研究人员发现ALC1能够结合PAR,ALC1也会与PARP1发生蛋白质相互作用。研究显示,PARP1和NAD+激活ALC1后并不会就此离开,PARP1、NAD+ 和ALC1能够形成稳定的复合体。
研究人员指出,PARP1和NAD+属于变构效应物,他们通过结合ALC1,使ALC1,从休眠状态转变为活跃形态。这有别于其他绝大多数染色质重塑蛋白的作用机制。此前有研究指出,PARP1具有重排核小体调整染色质的能力,而该机制可能就是PARP1发挥影响的途径之一。
有研究显示,在肝细胞肝癌和长肿瘤的小鼠中ALC1都存在过表达,由此ALC1被认为是一种潜在的癌基因。不过除了调整染色质结构的功能,人们对ALC1了解并不多。
PARP1在维持基因组稳定性中具有重要作用,它作为潜在的癌症治疗靶点受到了大量关注。但迄今为止,还未有通过III期临床试验的PARP抑制剂。这项研究深入解析了ALC1和PARP1的生化机制,将有助于人们改进或开发现有癌症治疗策略。目前,研究人员正在构建小鼠模型,以便展开体内实验进一步解析ALC1的活性。(来源:生物通 叶予)
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