SIVA1调节跨损伤DNA合成的分子机制研究

发布时间:2018-03-27 08:38

  本文选题:基因组稳定性 切入点:跨损伤DNA合成 出处:《浙江大学》2016年博士论文


【摘要】:细胞的基因组DNA持续受到内源性因素(如代谢产生的活性氧等)及外源性物质(如阳光中的紫外线,化学药物及电离辐射等)的攻击,造成不同类型的DNA损伤。这些损伤阻碍了细胞的复制和转录过程,如果不能得到及时、精确的修复,将导致基因突变、染色体畸变、细胞老化或凋亡。因此,细胞启用一系列高效的监控和修复途径来检测、修复不同类型的DNA损伤,从而维持基因组稳定性。跨损伤DNA合成(translesion DNA synthesis, TLS)是从酵母到哺乳动物都高度保守的DNA损伤耐受机制,由TLS聚合酶取代高保真的DNA聚合酶,对受损伤的DNA进行复制。DNA受到损伤后往往结构发生异变,异变的DNA结构阻碍了DNA聚合酶的复制进程,导致复制叉停滞,对处在复制期的细胞产生了巨大的威胁。TLS聚合酶的催化中心更灵活,能适应不同类型的异变的DNA模板,取代高保真性的DNA聚合酶重新启动暂停的复制叉,完成DNA的复制,这对于维持遭受DNA损伤的细胞的存活至关重要。TLS聚合酶主要由Y家族的DNA聚合酶构成,包括Polη、Polη、Polκ和REV1。研究表明每种TLS聚合酶倾向于复制不同类型的损伤模板,从损伤模板中提取正确的遗传信息。环境中广泛存在的紫外线照射常常导致DNA中相邻的嘧啶碱基发生交联,形成环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane pyrimidine dimers, CPDs).胸腺嘧啶二聚体(T-T dimer)是最常见的CPDs, Po1η能以T-T dimer为模板进行复制,正确地插入A·A碱基。缺失有功能的Polη易患着色性干皮病(XP-V), XP-V患者的细胞对UV照射非常敏感,患者在青少年时期就容易得皮肤癌。调节跨损伤DNA合成途径的关键事件是PCNA的单泛素化修饰。目前大量的研究表明当细胞遭受DNA损伤或遇到复制压力时,泛素结合酶RAD6及泛素连接酶RAD18组成的复合物特异地对底物PCNA的第164位赖氨酸进行单泛素化修饰。单泛素化的PCNA与Y家族的TLS聚合酶亲和力升高,主要是通过Y家族聚合酶的PCNA结合结构域和泛素结合结构域来实现的。TLS聚合酶取代常规的复制聚合酶对受损的DNA进行复制,重新启动停滞的复制叉。目前RAD6-RAD18复合物如何精确地识别PCNA并对其进行单泛素化修饰的分子机制并不清楚。我们利用串联亲和纯化的方法研究PCNA的相互作用蛋白,发现SIVAI在调节PCNA的单泛素化修饰过程中发挥着重要的功能。我们的实验结果表明SIVAI通过PIP box结构域持续地与PCNA相互作用。细胞敲减SIVAI后,UV损伤诱导的PCNA的单泛素化水平降低,TLS聚合酶Polη的招募明显减少,细胞对UV损伤的敏感度和突变率升高。我们证明SIVAI与RAD18直接相互作用,作为接头蛋白帮助RAD18识别PCNA,从而促进RAD18对PCNA的单泛素化修饰,保证细胞能快速地启动跨损伤DNA合成,高效地对受损伤的DNA进行复制。因此,我们的实验创新性地发现E3连接酶RAD18识别其底物PCNA需要接头蛋白SIVAI,为UV损伤诱导的PCNA单泛素化修饰的调节机制提供了新的见解,填补了跨损伤DNA合成途径中遗留的一个重要空缺。
[Abstract]:The genome of DNA cells continued to be endogenous factors (such as metabolism of active oxygen) and exogenous substances (such as UV rays, chemicals and ionizing radiation) attacks, causing DNA damage of different types. These injuries hampered the replication and transcription processes in the cell, if they can not get timely and accurate repair that will lead to gene mutation, chromosome aberration, cell senescence or apoptosis. Therefore, cells enable a series of effective monitoring and repair pathways to detect DNA damage repair of different types, in order to maintain genomic stability. Translesion DNA synthesis (translesion DNA, synthesis, TLS) is DNA damage tolerance mechanisms are highly conserved from yeast to mammals and by TLS polymerase to replace the high fidelity DNA polymerase, often on structure damage DNA replication damage.DNA mutation, DNA mutation blocked DNA poly structure The copy process synthase, leading to stalled replication forks, in replicating cells produced a huge threat to.TLS polymerase catalytic center is more flexible and can adapt to different types of mutation of the DNA template, instead of high fidelity DNA polymerase to initiate replication fork suspension, complete DNA replication, which is to maintain suffer the damage of DNA cell survival is mainly composed of Y.TLS polymerase family DNA polymerase, including Pol, Pol, Pol, K and REV1. research shows that each template damage TLS polymerase tended to replicate the different types of extraction of genetic information correctly from the damage mode of the board. The environment is often lead to ultraviolet irradiation pyrimidine bases in DNA adjacent crosslink formation of cyclobutane pyrimidine dimers (Cyclobutane pyrimidine two dimers, CPDs). Two thymine dimer (T-T dimer) is the most common CPDs, Po1 to T-T di. Mer as the template for replication, correctly inserted into the A A base. The lack of functional Pol is susceptible to xeroderma pigmentosum (XP-V) patients, XP-V cells are very sensitive to UV irradiation, patients easily at a young age to skin cancer. Key events regulate translesion DNA synthesis pathway is monoubiquitinated modification of PCNA. Many studies have shown that when the cells were subjected to DNA damage or replication encountered pressure, complex ubiquitin conjugating enzyme RAD6 and the ubiquitin ligase RAD18 composed of specific substrate PCNA 164th lysine of monoubiquitin. Increased ubiquitination of PCNA and Y family TLS polymerase affinity, mainly the family of Y polymerase PCNA binding domain and ubiquitin binding domain to achieve.TLS polymerase of conventional polymerase substituted replication of damaged DNA replication, restart the stalled replication forks. At present RAD6-RAD18 complexes How to accurately identify PCNA and its molecular mechanism of monoubiquitin is not clear. We use a series of interacting protein affinity purification method of PCNA, found that SIVAI played an important role in the process of modification of single ubiquitin mediated PCNA. Our experimental results show that the SIVAI through the PIP box domain continuously the interaction with PCNA cells. Knockdown of SIVAI, ubiquitination of UV damage induced by PCNA level decreased, the recruitment of TLS polymerase Pol is significantly reduced, the sensitivity of cells to UV damage and mutation rate increased. We prove that SIVAI and RAD18 interact directly, as adapter proteins help identify RAD18 PCNA, so as to promote RAD18 monoubiquitin to PCNA, to ensure the cell can quickly start translesion DNA synthesis and replication of damaged DNA efficiently. Therefore, our experiment innovatively found that E3 is connected with the enzyme RAD 18, recognition of its substrate PCNA requires a joint protein SIVAI, which provides new insights into the regulatory mechanism of UV damage induced PCNA ubiquitination modification, and fills an important gap left in the cross injury DNA synthesis pathway.

【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:Q75

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 徐耀忠;Thiobase DNA: the chemistry and some applications in cancer studies[J];Progress in Natural Science;2000年06期

2 傅衍 ,牛冬 ,阮晖 ,陈海燕;COMPARISON OF DIFFERENT ENZYMES AND PROBES AND THEIR COMBINATIONS IN DNA FINGERPRINTING[J];Journal of Zhejiang University Science;2001年04期

3 安小惠 ,王一理 ,来宝长 ,耿一萍 ,司履生;CONSTRUCTION OF HUMAN INTERLUEKIN-18 DNA VACCINE AND IT'S EXPRESSION IN MAMMALIAN CELLS[J];Journal of Xi'an Medical University;2001年02期

4 张鹏 ,孟继本 ,龙江 ,松浦辉男 ,王永梅;Synthesis of Benzo [α]phenoxazin-5-one Derivatives and Their Interactions with DNA[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年05期

5 ;DIFFERENT RESULTS BY DIFFERENT COMMERCIAL TAQ DNA POLYMERASE IN RAPD[J];四川动物;2002年02期

6 ;Genetic Diversity of Three Aristichthys nobilis Populations and One Inbreeding Stock[J];Wuhan University Journal of Natural Sciences;2002年02期

7 强晓艺;DNA计算的应用与展望[J];西安联合大学学报;2002年02期

8 王军阳,范桂香,胜利,袁育康;THE CONSTRUCTION AND PRELIMINARY APPRAISEMENT OF HSV-2 gD GENE DNA VACCINE[J];Academic Journal of Xi'an Jiaotong University;2002年02期

9 董菁 ,成军 ,王勤环 ,施双双 ,王刚 ,斯崇文;CLONING AND ANALYSIS OF THE GENOMIC DNA SEQUENCE OF AUGMENTER OF LIVERR EGENERATION FROM RAT[J];Chinese Medical Sciences Journal;2002年02期

10 谢传晓;Evidence for Base Substitutions and Repair of DNA Mismatch Damage Induced by Low Energy N~+ Ion Beam Implantation in E. coli[J];High Technology Letters;2003年02期

相关会议论文 前10条

1 Michael J.Siefkes;Cory O.Brant;Ronald B.Walter;;A novel real-time XL-PCR for DNA damage detection[A];渔业科技创新与发展方式转变——2011年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年

2 ;Hormonal Regulation and Tumorigenic Role of DNA Methyltransferase[A];2011中国妇产科学术会议暨浙江省计划生育与生殖医学学术年会暨生殖健康讲习班论文汇编[C];2011年

3 Dongmei Zhao;Fan Jin;Yuli Qian;Hefeng Huang;;Expression patterns of Dnmtl and Dnmt3b in preimplantational mouse embryos and effects of in-vitro cultures on their expression[A];中华医学会第十次全国妇产科学术会议妇科内分泌会场(妇科内分泌学组、绝经学组、计划生育学组)论文汇编[C];2012年

4 姜东成;蒋稼欢;杨力;蔡绍皙;K.-L.Paul Sung;;在聚吡咯微点致动下的DNA杂交行为[A];2008年全国生物流变学与生物力学学术会议论文摘要集[C];2008年

5 白明慧;翁小成;周翔;;联邻苯二酚类小分子作为DNA交联剂的研究[A];第六届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2009年

6 张晔;杜智;杨斌;高英堂;;检测外周血中游离DNA的应用前景(综述)[A];天津市生物医学工程学会第29届学术年会暨首届生物医学工程前沿科学研讨会论文集[C];2009年

7 周红;郑江;王良喜;丁国富;鲁永玲;潘文东;罗平;肖光夏;;CpG DNA诱导全身炎症反应综合征的作用及其机制研究[A];全国烧伤创面处理、感染专题研讨会论文汇编[C];2004年

8 ;EFFECTS OF Ku70-DEFICIENT ON ARSENITE-INDUCED DNA DOUBLE STRAND BREAKS, CHROMOSOMAL ALTERATIONS AND CELL CYCLE ARREST[A];海峡两岸第三届毒理学研讨会论文摘要[C];2005年

9 李经建;冀中华;蔡生民;;小沟结合方式中的DNA媒介电荷转移[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年

10 ;The interaction between Levofloxacine Hydrochloride and DNA mediated by Cu~(2+)[A];湖北省化学化工学会2006年年会暨循环经济专家论坛论文集[C];2006年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 袁满;平安:把“领先”作为DNA[N];经济观察报;2006年

2 舒放;编织一个DNA纳米桶[N];医药经济报;2006年

3 闫洁;英两无罪公民起诉要求销毁DNA记录[N];新华每日电讯;2008年

4 何德功;日本制成诊断鱼病的“DNA书”[N];农民日报;2004年

5 本报记者 张巍巍;DNA样本也能作假[N];科技日报;2009年

6 周斌伟 邹巍;苏州警方应用DNA技术一年侦破案件1887起[N];人民公安报;2011年

7 本报记者 杨天笑;揭秘“神探”DNA[N];苏州日报;2011年

8 第四军医大学基础医学部生物化学与分子生物学教研室教授 李福洋;破除法老DNA的咒语[N];东方早报;2011年

9 常丽君;DNA电路可检测导致疾病的基因损伤[N];科技日报;2012年

10 常丽君;效率和质量:“DNA制造业”两大障碍被攻克[N];科技日报;2012年

相关博士学位论文 前10条

1 唐阳;基于质谱技术的基因组DNA甲基化及其氧化衍生物分析[D];武汉大学;2014年

2 池晴佳;DNA动力学与弹性性质研究[D];重庆大学;2015年

3 胡璐璐;哺乳动物DNA去甲基化过程关键酶TET2的三维结构与P暬蒲芯縖D];复旦大学;2014年

4 马寅洲;基于滚环扩增的DNA自组装技术的研究[D];南京大学;2014年

5 黄学锋;精子DNA碎片的临床意义:临床和实验研究[D];复旦大学;2013年

6 隋江东;APE1促进DNA-PKcs介导hnRNPA1磷酸化及其在有丝分裂期端粒保护中的作用[D];第三军医大学;2015年

7 刘松柏;结构特异性核酸酶FEN1在DNA复制及细胞周期过程中的功能性研究[D];浙江大学;2015年

8 王璐;哺乳动物中亲本DNA甲基化的重编程与继承[D];中国科学院北京基因组研究所;2015年

9 齐文靖;染色质改构蛋白BRG1在DNA双链断裂修复中的作用及机制研究[D];东北师范大学;2015年

10 龙湍;水稻T-DNA插入突变群体侧翼序列的分离分析和OsaTRZ2的克隆与功能鉴定[D];华中农业大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 董洪奎;面向可视化纳米操作的DNA运动学建模及误差实时校正方法[D];沈阳理工大学;2014年

2 闻金燕;水溶性羧基和吡啶基咔咯大环与DNA和人血清蛋白的相互作用[D];华南理工大学;2015年

3 江怿雨;水溶性羧酸卟啉及其配合物与DNA和人血清蛋白的相互作用[D];华南理工大学;2015年

4 高志森;比较外周游离循环肿瘤DNA与癌胚抗原监测非小细胞肺癌根治术前后肿瘤负荷变化的初步研究[D];福建医科大学;2015年

5 丁浩;血浆循环DNA完整性及多基因甲基化对肺癌诊断价值的研究[D];河北大学;2015年

6 王鹏;基于碳点@氧化石墨烯复合材料DNA生物传感器的构建及用于PML/RARα基因检测[D];福建医科大学;2015年

7 李海青;转碱篷和盐角草总DNA的耐盐紫花苜蓿的选育[D];内蒙古大学;2015年

8 李婷婷;小鼠DNA模式识别重要受体的分子结构特征及其功能研究[D];中国农业科学院;2015年

9 刘瑞斯;抗癌药物奥沙利铂与DNA相互作用的原子力显微镜观察研究[D];东北林业大学;2015年

10 熊忠;芳香二肽与一价金属离子间相互作用及DNA切割活性的研究[D];郑州大学;2015年



本文编号:1670800

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/jckxbs/1670800.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户631bc***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com