退火解旋酶SMARCAL1在维持基因组稳定中的作用与机制

发布时间：2024-03-02 04:52

　　SMARCAL1是属于SWI/SNF (SWItch/Sucrose Non-Fermentable)相关、基质相关和激动蛋白依赖的染色质调节因子家族成员ATP驱动的DNA退火解旋酶。SMARCAL1在体外和体内能催化单链结合蛋白RPA结合的DNA单链与其互补链退火成双链DNA。人Smarcal1基因的突变与Schimke免疫骨性发育不良(Schimke immuno-osseous dysplasia, SIOD)所能表现出的临床症状呈高度相关。本文对SMARCAL1在DNA损伤部位DNA复制叉的重塑、在DNA双链断裂(double-stranded DNA, dsDNA)处参与经典的非同源末端连接(non-homologous end joining, NHEJ)修复,以及在人染色体端粒完整性维护等方面的作用与机制进行了梳理,对Smarcal1基因突变类型与SIOD症状之间的对应关系进行了更新,并对SMARCAL1在三核苷酸重复序列扩增关联的神经–肌肉退行性病变过程中的可能作用进行了分析和讨论,旨在更好地理解该退火解旋酶在维持基因组稳定中的作用和机制。

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【部分图文】：

图1退火解旋酶SMARCAL1的功能结构域分布

体外研究表明，SMARCAL1的退火解旋酶活性的发挥需要与DNA结合，并由ATP水解供能[22]。在这个过程中，SMARCAL1借RPA结合蛋白与单链DNA结合，并利用ATP水解提供的能量催化彼此互补的单链DNA重新形成双链DNA，并同时解除RPA与单链DNA的结合(图2,A和B....

图2SMARCAL1修复受损DNA复制叉的机制

图1退火解旋酶SMARCAL1的功能结构域分布需要特别指出的是SMARCAL1催化的上述DNA复制叉重塑在体外也可以由大肠杆菌的DNA解旋酶RecG催化[29]。大肠杆菌RecG是一个3?→5?DNA解旋酶，具有催化Holliday中间体(同源重组过程中出现的交叉结构)发生分支....

图3SMARCAL1在维持端粒稳定中的作用

SMARCAL1在Ku70/Ku80/DNA-PKcs聚积的DNA末端协助Mre11、RAD50、Nbs1组装成MRN复合物(Mre11-RAD50-Nbs1)[65,66]。具体过程如下：DSB信号被ATM“捕获”，ATM将H2AX磷酸化成γ-H2AX。γ-H2AX与Nbs1作....

图4SMARCAL1在NHEJ修复DNA双链断裂中的可能作用

图3SMARCAL1在维持端粒稳定中的作用此外，SMARCAL1也和RAD50一起参与阻止复制叉反转，通过调节Mre11的核酸酶活性，防止Mre11过度降解新生DNA区段[71]。

本文编号：3916363