pif1解旋酶 - national taiwan university.ppt

* 闡釋受損基因修復機制 癌症臨床應用基礎 Prof. Grzegorz Ira 貝勒醫學院 Baylor College of Medicine Prof. Anna Malkova 愛荷華大學 University of Iowa Prof. Patrick Sung 耶魯大學 Yale University 冀宏源助理教授 國立臺灣大學 與中研院合聘 National Taiwan University Academia Sinica 資料來源：衛生福利部（原衛生署） 癌症連續31年居十大死因之首 Photos courtesy of G. S. Martin 正常細胞 癌細胞 民國101年 國人十大死因 排名 死因 每隔多久有1人死亡 1 惡性腫瘤 12分2秒 2 心臟疾病 30分41秒 3 腦血管疾病 47分31秒 4 肺炎 56分25秒 5 糖尿病 56分37秒 6 事故傷害 1時16分28秒 7 慢性下呼吸道疾病 1時23分5秒 8 高血壓性疾病 1時45分24秒 9 慢性肝病及肝硬化 1時45分38秒 10 腎炎、腎病症候群及腎病變 2時1分28秒 基因損傷（如DNA雙股斷裂）、修復、與癌症。 修復受損的DNA 細胞凋亡 自由基的攻擊 DNA複製受損 輻射線 環境中的突變劑 DNA雙股斷裂 若修復DNA的反應失調則???? 基因體的不穩定，如染色體 的斷裂等 老鼠的胚胎無法發育 癌症的高發生率 遺傳性乳癌 : BRCA基因突變 不孕等性狀 安潔莉娜裘莉 “同源重組”反應修復DNA的機制 聚合酶進行複製 斷裂的雙股DNA ?? DNA修復完成 單股DNA ??? ?? 同源配對及交換 ??? ?? D-loop 結構 ???? ??? ?? D-loop 結構 ???? ??? ?? 聚合酶進行複製 DNA修復完成 哪些基因參與聚合酶修復DNA的反應 ? Prof. Grzegorz Ira 貝勒醫學院 Baylor College of Medicine Prof. Anna Malkova 愛荷華大學 University of Iowa 以遺傳學和酵母菌為研究材料 Pif1解旋酶能幫助細胞有效的修復受損的DNA 酵母菌 Molecular Cell Biology, 2013 Pif1解旋酶： 解開雙股螺旋DNA Pif1解旋酶促進修復DNA的分子機轉尚未明暸 D-loop 結構 ???? ??? ?? 聚合酶進行複製 DNA修復完成 生化學研究 遺傳學研究 生物性狀 體外建構反應系統 Rad51, RPA, Rad54 RFC1, RFC2, RFC3, RFC4, RFC5, PCNA, Pol3, Pol31, Pol32, Pif1 建構體外同源重組反應系統 至少須13種高純度的蛋白質 D-loop 結構 ???? ??? ?? 聚合酶進行復製 DNA修復完成 Prof. Patrick Sung 耶魯大學 Yale University 冀宏源助理教授 國立臺灣大學 與中研院合聘 National Taiwan University Academia Sinica 純化蛋白質來建構體外同源重組反應系統 酵母菌和細菌的 蛋白質表達系統 大量養菌約24-48升 細胞破碎 細胞萃取物 在冷房進行蛋白質純化 Lehninger Principles of Biochemistry, 2013 Molecular Cell Biology, 2013 得到高純 度的蛋白質 Pif1解旋酶??? ??? ?? 雙股DNA斷裂所 產生的單股DNA ??? ??? ?? 同源雙股DNA??? ??? ?? 同源重組反應??? ??? ?? Rad51, Rad54? ??? ?? D-loop 結構 ?? ??? ?? DNA 聚合酶??? ??? ?? DNA複製以修 復缺失的DNA ??? ??? ?? 單股DNA??? ??? ?? D-loop 結構 ?? ??? ?? DNA複製 以修復缺 失的DNA ? ??? ?? Pif1解旋酶??? ??? ?? DNA 聚合酶??? ??? ?? 4分鐘??? ??? ?? 8分鐘??? ???