В Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН изучили уникальный фермент репарации, который способен напрямую удалять повреждения и восстанавливать структуру нуклеотидов ДНК и РНК без помощи других ферментов. Полученные данные могут быть использованы для разработки противоопухолевых лекарственных препаратов, а также подбора персонализированного лечения заболеваний, связанных с повреждением геномной ДНК. Результаты работы опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Фермент, находящийся в центре внимания ученых, имеет сложный механизм действия и не до конца ясно, как он взаимодействует со своей ДНК-мишенью. Пользуясь комбинацией биохимических и биофизических методов, ученые впервые исследовали структурную динамику фермента ALKBH3 в растворе. Им удалось выявить ключевые аминокислотные остатки (главные компоненты белков), взаимодействующие с ДНК, охарактеризовать их роль в ферментативном процессе, и установить, как влияет их удаление на динамику структуры всего белка.
В дальнейшем полученные данные могут быть использованы для разработки лекарственных препаратов, направленных на подавление нежелательной активности фермента ALKBH3 в клетках злокачественных опухолей. Также они находят применение в персонализированной медицине, так как могут быть использованы в определении активности этого фермента в живой клетке. Если мы знаем уровень активности ферментов репарации у конкретного человека, то можем давать прогноз о развитии тех или иных патологий, связанных с повреждением геномной ДНК.
«Информацию о контактах между ферментом и поврежденной ДНК-мишенью обычно получают методом рентгеноструктурного анализа кристаллов белка. Такие кристаллы зачастую невозможно получить для структурно подвижных ферментов, содержащих слабо упорядоченные домены, каким и является диоксигеназа ALKBH3. Мы впервые показали, что снижение реакционной активности мутантных (искусственно измененных) форм диоксигеназы напрямую связано с понижением количества бета-складок и увеличением доли альфа-спиралей в структуре» - рассказывает Любовь Канажевская, научный сотрудник Центра масс-спектрометрического анализа ИХБФМ СО РАН, руководитель гранта РНФ № 22-24-00699.
Исследование новосибирских ученых дает новую перспективу для изучения пространственной организации фермента ALKBH3, который не удается закристаллизовать связанным с ДНК-мишенью. Полученные учеными данные помогают лучше понять, как реализуются механизмы защиты нашей наследственной информации.
Пресс-служба Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии