Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

ERC

SULTENG Wynik w skrócie

Project ID: 201177
Źródło dofinansowania: FP7-IDEAS-ERC
Kraj: Izrael

Badanie układów detoksykacji i naprawy DNA

Co ciekawe, pewne białka, takie jak jądrowy antygen proliferujących komórek (PCNA) oraz sulfotransferazy cytozolowe (SULT), występują powszechnie we wszystkich organizmach żywych. Aby zbadać ich działanie, finansowani przez UE naukowcy wykorzystali metody inżynieryjne, biochemiczne i genetyczne.
Badanie układów detoksykacji i naprawy DNA
Kluczowymi procesami u wszystkich organizmów żywych są replikacja i naprawa DNA, a PCNA jest do tego niezbędny. SULT są ważnymi enzymami układu detoksykacji, które działają poprzez różnicowanie zdolności do siarczanowania. Wszelkie nieprawidłowości w funkcjonowaniu tych białek mają dramatyczny wpływ na zdrowie i długość życia.

Uczestnicy projektu SULTENG (Protein engineering for the study of detoxification enzymes and hub proteins) pracowali nad wyjaśnieniem roli tych słabo poznanych białek. Wygenerowali i scharakteryzowali mutanty PCNA ze zwiększonym powinowactwem do kluczowych białek maszynerii replikacji DNA. Stworzyli również mutanty SULT1A1 oraz SULT1E1 ze zwiększoną specyficznością.

Kluczowym osiągnięciem jest ustanowienie układu eksperymentalnego do monitorowania koewolucji oddziaływań PCNA-partner u różnych gatunków grzybów. Główną zaletą tego układu jest możliwość wykorzystania do badania innych sieci biologicznych.

Naukowcy odkryli, że ze wzrostem powinowactwa PCNA-białko występują poważne defekty fenotypowe in vivo w przebiegu replikacji i naprawy DNA. Co istotniejsze, usunięcie części sieci oddziaływań PCNA-białko było mniej szkodliwe niż zaburzenie równowagi między różnymi powinowactwami PCNA-partner. Ma to znaczące konsekwencje dla projektowania leków.

Badania nad koewolucją ujawniły, że oddziaływania PCNA-partner podlegają ścisłej koewolucji u grzybów i rozdzieliły się na dwie odrębne grupy. Hybrydy tych grup są niezgodne czynnościowo, co wskazuje, że taka koewolucja może tworzyć funkcjonalne bariery reprodukcyjne dla transferu genów między gatunkami. Innymi słowy, sieci oddziaływań PCNA-partner mogą promować i utrzymywać specjację.

Mimo że procesy detoksykacji są tak ważne dla zdrowia, mechanizm działania izoform SULT jest ciągle zagadką. Naukowcy zbadali mechanizmy molekularne związane z szeroką specyficznością i inhibicją substratową izoform SULT — SULT1A1 oraz SULT1E1. Wyniki badań umożliwiły im określenie nowych struktur SULT1A1 w złożeniach z różnymi akceptorami oraz identyfikację wielu reszt warunkujących specyficzność. Wyniki wskazują, że nawet nieznaczne zmiany strukturalne tych enzymów powodują dramatyczne zmiany specyficzności.

Wyniki projektu mają niezliczone zastosowania w biomedycynie. Lepsze wyjaśnienie funkcji PCNA i SULT może okazać się użyteczne w różnych dziedzinach, takich jak projektowanie i dopracowywanie leków, przewidywanie podatności na nowotworzenie i odpowiedzi na ksenobiotyki, oraz badania rozmnażania i rozwoju.
_

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Detoksykacja, enzym, PCNA, SULT, inżynieria białek, replikacja DNA, koewolucja, specjacja, specyficzność
Numer rekordu: 183052 / Ostatnia aktualizacja: 2016-07-19
Dziedzina: Biologia, Medycyna