人DNA聚合酶δ第四亞基p12依賴泛素化修飾的下調機制分析

《人DNA聚合酶δ第四亞基p12依賴泛素化修飾的下調機制分析》是依託江蘇大學，由周亞竟擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：人DNA聚合酶δ第四亞基p12依賴泛素化修飾的下調機制分析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周亞竟
• 依託單位：江蘇大學

項目摘要

由四個亞基構成的真核生物DNA聚合酶Polδ是染色體DNA複製過程中最主要的複製酶。前期研究表明，最小亞基p12通過自身降解改變Polδ的空間結構來調控Polδ酶學功能，但對這種降解的下調機制和途徑均不很清楚。基於泛素化修飾過程在多種DNA修復機制中所起的關鍵作用，本項目擬通過對p12泛素化修飾/下調途徑分析為切入點，研究p12下調減緩Polδ-DNA合成速率以及在細胞檢查點回響中的角色，闡明p12泛素化修飾在跨損傷合成途徑中的作用及相互關係，揭示p12泛素化修飾調控Polδ在由PCNA泛素化引發跨損傷修復中的損傷避免機制。通過本項目研究，期望從人類癌症發病的起因揭示：由於泛素修飾系統異常而引起Polδ功能改變，不能確保準確的染色體DNA複製和損傷修復，使得遺傳基因組不穩定，進而導致腫瘤的發生，為今後以Polδ/p12為潛在新靶標，設計新型腫瘤診斷、治療手段來抗擊癌症疾病提供理論參考。

結題摘要

人源DNA 聚合酶Pol δ是由四個亞基（p125，p50，p68，p12）構成的異源四聚體複合物（酶），在DNA 的複製和各種損傷修復途徑中扮演關鍵角色。在細胞內經由各種因子誘導產生DNA 損傷的過程中，Pol δ通過最小亞基p12自身降解而改變Pol δ的空間結構來調控Pol δ酶學功能，但對p12這種降解的下調機制和途徑均不很清楚。基於泛素化修飾在多種DNA修復機制中所起的特殊重要作用，本基金項目針對p12 亞基降解的現象，從DNA損傷觸發p12降解（下調）的特性、細胞內p12水平對DNA合成速率的影響、DNA損傷下的p12泛素化修飾下調機制、以及p12泛素化修飾在跨損傷合成途徑中的調控機制等方面開展研究。通過建立基於已知E1查找特異性介導靶蛋白泛素反應E2-E3的方法，確認了RNF8/UbcH5c(E2/E3)是調控p12亞基被多泛素化修飾經蛋白酶體降解的重要途徑之一；對應細胞內DNA損傷觸發的p12亞基降解，運用二維電泳和MALDI-TOF-MS質譜鑑定技術，共鑑定出34個與DNA損傷回響及修復相關的蛋白參與了協調p12亞基下調以應答DNA的損傷，並選取部分蛋白進行了相應的驗證；p12亞基除了依賴於多泛素化修飾-蛋白酶體途徑降解以應對DNA損傷外，我們還發現在細胞凋亡過程中可能存在著一個非泛素化修飾依賴的下調機制，即：鈣離子激活μ-Calpain途徑介導細胞凋亡過程中p12亞基的降解機制；通過生物信息學手段，分析了不同生物聚合酶Pol δ亞基的組成，並從生物進化層面闡述了p12亞基在高等生物進化過程中的重要性；更為重要的是，我們發現了在相同的RNF8/UbcH5c調控系統下p50亞基單泛素化修飾的現象，揭示了p12亞基下調協同p50亞基的泛素化修飾在DNA跨損傷修復途徑中可能扮演的重要角色。本項目研究對從人類癌症發病的起因揭示：由於Pol δ功能改變而使得遺傳基因組不穩定，進而導致腫瘤發生的機制具有十分重要的科學意義。也為今後以Pol δ/p12為潛在新靶標，設計新型腫瘤診斷、治療手段來抗擊癌症疾病提供理論參考。