最近,英国顶尖大学邓迪大学生物科学学院的研究人员,在原子细节上,解析了一种对基因修复过程至关重要的酶——GEN1。延伸阅读:DNA修复的一个未知秘密。
DNA修复在人类疾病(如癌症)中扮演着重要的角色。研究人员说,揭示这一过程中涉及到的关键酶的三维分子结构,可能是未来发展药物的重要一步。
DNA是细胞的遗传“文库”,因为它是如此重要,因此在损坏时必须进行修复。这是细胞内唯一一种经受这种修复的分子。在这样的一个过程中,DNA暂时形成相互交联,称为交叉点,多数是通过特殊的酶处理的,包括这个称为GEN1的酶,现在邓迪大学的研究小组已经获得了它的晶体结构。
邓迪大学生命科学学院的David Lilley教授带领了这项研究,他在2002年当选为英国皇家学会院士,2003年又当选为英国皇家化学学会院士,主要从事核酸的化学生物学研究,历任Nucleic Acids Research,Journal of Biomolecular Structure and Dynamics等15个期刊的编委;并在Nature, Science, Cell等杂志上发表具有重要影响力的研究论文340多篇。Lilley教授指出:“GEN1是这些蛋白质中第一个被识别的,只是最近几年才被发现的。”
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“现在,我们已经确定了GEN1的详细分子结构。这是了解DNA修复、以及我们未来如何能够开发药物影响它的重要一步。”
要了解这种酶在细胞中所起的作用,重要的是要确定其分子结构。这意味着,在三维空间中找到它所有的构成原子。
这是通过获得蛋白质的小晶体完成的,然后通过一个巨大的粒子加速器(称为同步加速器)产生X-射线。研究人员使用数学模式,从产生的衍射X射线模型,重建了蛋白质分子的三维结构。
Lilley教授补充说:“在这项研究中,我们使用来自生活高温下的酵母的一种GEN1酶。这种酶与人类蛋白质非常密切相关,但有更好的性能用于研究。这使得我们能够详细地研究其生化特性,然后继续通过X-射线晶体来确定其结构。”
由此产生的分子结构图像显示,GEN1与DNA紧密结合,两个分子之间有着广泛的联系。
Lilley教授说:“蛋白质的整体形状,已经进化到可识别DNA交叉点的异常形状。”
这项研究是由英国癌症研究中心资助的,相关研究成果已在线发表于《Cell Reports》杂志上。
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