DNA损伤修复与抗肿瘤药物研究课件.ppt

复制中出现损伤 重组修复 DNA聚合酶填补缺损 39 * * 40 （四）错配修复（mismatch repair，MMR） DNA 错配修复是细胞复制后的一种修复机制, 具有维持DNA 复制保真度, 控制基因变异的作用。 错配修复实际上是一种特殊的核苷酸切除修复，它专门用来修复在DNA复制中出现的新合成DNA链上的错配的碱基。但如何避免将DNA链上正确的碱基切除呢？这就需要将old strand 和new strand区分开来。 41 原核生物利用甲基化区分old strand 和new strand，因此原核细胞中的错配修复也称甲基化指导的错配修复（methyl-directed mismatch repair）。 42 错配修复系统识别母链靠Dam甲基化酶（Dam methylase），它能使位于5’GATC序列中A的N6位甲基化。一旦复制叉通过复制起始位点，母链就会在开始DNA合成前的一小点时间（几秒钟至几分钟）内被甲基化。刚合成的DNA新链上的GATC序列还没有来得及甲基化，而作为模板的old strand早已被甲基化了，利用这种差别区分old strand 和 new strand。 43 此后，一旦发现错配碱基，错配修复系统就会根据“保存母链，修正子链”的原则，找出错误碱基所在的DNA链即将未甲基化的链切除，并以甲基化的链为模板进行修复合成。 GATC中A甲基化与否常用来区别新合成的链（未甲基化）和模板链（甲基化） 。这一区别很重要 44 错配修复（mismatch repair） ●Dam甲基化酶使母链位于5’GATC序列中腺苷酸甲基化 ●甲基化紧随在DNA复制之后进行 ●根据复制叉上DNA甲基化程度，切除尚未甲基化的子链上的错配碱基 通过3个蛋白质（MutS、MutH和MutL）校正 45 根据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图 1. MutS发现错配碱基 2.在水解ATP的作用下，MutS， MutL与碱基错配点的DNA双链结合 3.MutS-MutL在DNA双链上移动，发现甲基化DNA后由MutH切开非甲基化的子链 46 甲基化指导的错配修复示意图 错配碱基位于切口3’下游端， 错配碱基位于切口5’上游端， 47 （五）SOS修复 ● 定义 DNA损伤时应急产生的修复作用，解除修复系统抑制，使其产物 (多种修复蛋白)参与修复 48 SOS修复中LexA-RecA操纵子的作用机理 49 当细菌DNA遭到破坏时，细菌细胞内会启动一个被称为SOS的诱导型DNA修复系统。 在正常情况下，DNA损伤的修复基因的操纵子被LexA蛋白所阻遏。 SOS修复系统受到LexA阻遏蛋白的抑制，平时该蛋白表达水平很低。 SOS体系的诱导表达过程其实就是LexA阻遏蛋白从这个基因的上游调控区移开的过程。 阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答 50 当有紫外线照射时，细菌体内的RecA蛋白水解酶被激活，催化LexA阻遏蛋白裂解失活，从而导致与DNA损伤修复有关的基因表达。 RecA蛋白：是SOS反应的最初的发动因子。在单链DNA和ATP存在时，RecA蛋白被激活，表现出水解酶活性，分解LexA阻遏物。 51 表达RecA蛋白与这些缺口处单链DNA相结合，被激活成蛋白酶。具有蛋白酶活性的RecA蛋白将LexA蛋白切割成没有阻遏作用的和具有与操纵区DNA结合活性的两个片段，导致SOS体系的高效表达，使DNA得以修复。 52 SOS反应 SOS基因 紫外线 激活 Rec A Lex A阻遏蛋白 与DNA 损伤修复有关的酶和蛋白质 基因表达 Lex A阻遏蛋白 操纵序列 DNA 53 当修复完成后，活化信号消失，RecA蛋白回复到非蛋白水解酶的形式，LexA蛋白开始逐步积累，并重新建立起阻遏。RecA蛋白的合成停止，DNA恢复复制，RecA蛋白被稀释到原来的本底水平。 54 三、 DNA 修复的细胞周期检查点控制 真核生物细胞DNA受到损伤时细胞除了诱导修复基因的转录外，还可暂时阻断细胞周期，防止受损DNA继续复制，如无法修复，则可诱导细胞进入凋亡。这些都是细胞通过细胞周期检查点控制（checkpoint control，又称关卡控制）对DNA损伤的应答反应。 55 酵母细胞的细胞周期检查点控制机制 DNA 损伤在 S 期 DNA 损伤在 G1 和 G2 期 G1 S G2 M POL2 RFC5 DPB11 RAD9 RAD17 RAD24 MEC3 MEC1,TEL1 RAD53 56 哺乳类动物的细胞周期检查点控制机制 DNA 损伤 P21 Gadd 45 Bax P53 CDK/cyclin Gadd45 Gadd45-PCNA Blocki