Analiza strukturalna białek naprawczych DNA
Chemioterapia, standardowa metoda leczenia nowotworów, polega na podaniu leków powodujących uszkodzenie DNA i obumieranie komórek. Jednakże komórki wykorzystują mechanizmy, takie jak naprawa przez wycinanie nukleotydu, w celu skorygowania uszkodzeń DNA i utrzymania integralności genomu. Podczas tego procesu endonukleaza XPF/ERCC1 rozbija dwuniciowe DNA na jednoniciowe DNA, naprawiając wiązania krzyżowe pomiędzy nićmi DNA dzięki działaniu leków na bazie kompleksów platyny. Udowodniono, że zmniejszenie aktywności białka XPF/ERCC1 może uwrażliwić komórki nowotworowe na działanie chemioterapii, zwiększając jej skuteczność. Jednakże identyfikacja inhibitorów białka XPF/ERCC1 dla terapii przeciwnowotworowej okazała się trudna. Aby pomóc w opracowaniu tego rodzaju środków farmakologicznych, w ramach finansowanego przez UE projektu XPF-ERCC1 (Structural and kinetic studies of XPF/ERCC1-DNA complex for drug discovery) zbadano mechanizm, za pomocą którego białko XPF/ERCC1 rozpoznaje i przecina docelowe fragmenty DNA. Korzystając z połączonych metod strukturalnych i kinetycznych, naukowcy badali rozpoznawanie przez białko XPF/ERCC1 odpowiednich substratów DNA. Zastosowano spektroskopię NMR w celu uzyskania modelu strukturalnego kompleksu XPF/ERCC1-DNA na poziomie atomu. Pomiary kinetyczne umożliwiły naukowcom określenie wskaźników wiązania/dysocjacji. Skutecznie otrzymano i oczyszczono minimalny heterodimer białka o pełnej długości, który przeciął wszystkie struktury DNA, a następnie przeznaczono go do badań krystalograficznych i enzymatycznych. Następnie minimalne białko XPF/ERCC1 poddano badaniu przesiewowemu o dużej przepustowości w zoptymalizowanych warunkach w celu identyfikacji inhibitorów nukleazy. Zidentyfikowano kilka obiecujących struktur, które następnie zbadano. Naukowcy odkryli, że powinowactwo białka XPF/ERCC1 do różnych substratów nie różniło się znacząco, ale wpływało na stabilność kompleksu. Podsumowując, dzięki projektowi poczyniono duże postępy w zakresie rozpuszczalności i agregacji białka XPF/ERCC1, określenia charakterystyki jego powinowactwa do różnych substratów DNA i stabilności odpowiednich kompleksów białko-DNA. Te informacje stworzą podwaliny pod przyszłe badania nad określeniem korelacji pomiędzy wiązaniem DNA i aktywnością enzymatyczną białka XPF/ERCC1.
Słowa kluczowe
Uszkodzenie DNA, chemioterapia, naprawa przez wycinanie nukleotydu, XPF/ERCC1, inhibitor
