復旦大學徐彥輝組解析人源ATR-ATRIP結(jié)構(gòu)揭示DNA損傷應答機制
復旦大學徐彥輝課題與清華大學王宏偉、王佳偉課題組合作，于12月22日在細胞研究《Cell Research》雜志，在線發(fā)表了題為“Cryo-EM structure of human ATR-ATRIP complex”的研究論文，報道了人源DNA損傷應答關(guān)鍵復合物ATR-ATRIP冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。
DNA損傷（DNA damage）是導致基因組不穩(wěn)定，細胞癌變或凋亡的重要來源。ATR（ataxia-telangiectasia mutated- and Rad3-related）是DNA損傷檢查點的關(guān)鍵激酶蛋白，傳遞損傷信號至效應器的核心蛋白啟動修復。因此ATR是抗癌藥物設計的重要靶標。ATR的功能研究已經(jīng)有20余年，但至今都沒有人源ATR蛋白的高分辨結(jié)構(gòu)，也限制了人們對ATR發(fā)揮功能的理解。
研究人員成功解析了人源DNA損傷檢查點核心激酶復合物ATR-ATRIP整體分辨率為4.7 Å，催化核心分辨率為3.9 Å的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)（下圖），并構(gòu)建了催化核心的原子模型，為ATR-ATRIP復合物的組裝和發(fā)揮功能的分子機制提供了重要的結(jié)構(gòu)信息。
ATR-ATRIP復合物的整體結(jié)構(gòu)
該研究成果闡釋了ATR-ATRIP的組裝方式與ATR的催化反應的分子機制，發(fā)現(xiàn)復合物中ATR形成非對稱的二體，其柔性很可能與其功能調(diào)控密切相關(guān)。根據(jù)結(jié)構(gòu)信息搭建的ATR與其異性小分子抑制劑VX-970的模型，為酶活性抑制機理提供了理論依據(jù)，為未來抗癌藥物設計提供了結(jié)構(gòu)基礎。結(jié)構(gòu)分析表明ATR呈現(xiàn)開放的催化中心，不存在抑制結(jié)構(gòu)元件阻擋底物進入催化中心，既底物可以自由進出催化中心并發(fā)生磷酸化反應。該構(gòu)象與人源ATM（ataxia-telangiectasia mutated）的開放構(gòu)象相似，卻與近期蔡剛教授報道的酵母源Mec1（ATR）狀態(tài)不同。
值得一提的是，ATR與mTOR，DNA-PKcs同屬PIKK蛋白激酶家族。徐彥輝課題組前期報了mTORC1復合物和DNA-PK全酶復合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，上述工作較為系統(tǒng)的闡釋了PIKK家族蛋白的共性和特性，為該家族蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究，做出了一定的貢獻。
該項工作是復旦大學與清華大學研究人員合作完成，復旦大學博士生饒欽輝和劉夢杰為共同第一作者，徐彥輝、王宏偉、王佳偉為共同通訊作者。徐彥輝為復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院研究員，復旦大學生物醫(yī)學研究院（Institutes of Biomedical Sciences）兼職研究員（課題組網(wǎng)頁http://xulab.fudan.edu.cn/index.html）。該項研究工作得到了科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、中科院先導專項等項目的支持。國家蛋白質(zhì)設施（上海）、中科院生物物理所和清華大學三家單位的電鏡平臺在樣品制備和數(shù)據(jù)收集等方面給予了重要的支持
版權(quán)與免責聲明：本網(wǎng)頁的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點或證實其真實性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負責。如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們及時修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com