Сборник содержит материалы научной мультиконференции «Биотех- нология медицине будущего»

XPD геликаза: лупа для объемных повреждений ДНК 
Петрусева И.О.
1
, Купер Й.
2
, Каппенбергер Ж.
2
, Лукьянчикова Н.В.
1
, Кискер К.
2
, Лаврик О.И.
1 
1
Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН
Новосибирск, Россия 
2
Центр экспериментальной медицины им. Рудольфа Вирхова, Университет
г. Вюрцбурга, Германия
Эффективная работа систем репарации ДНК - критически важная функция клетки, 
необходимая для поддержания стабильности генома. Скорость элиминации объемных 
повреждений системой эксцизионной репарации нуклеотидов (ЭРН) в клетках эука- 
риот в значительной степени определяется эффективностью их распознавания. Рас- 
познавание объемных повреждений осуществляет ATP-зависимая 5’→3’геликаза 
XPD, субъединица фактора TFIIH, при стимулирующем действии p44. Остановка 
XPD при контакте с объемным повреждением делает его видимым для белков, участ-
вующих в последующем репаративном процессинге. Cтруктурные основы механизма 
работы hXPD в ЭРН пока не вполне ясны, их детальное изучение поможет понять, как 
химическая и пространственная структура повреждения связаны с эффективностью 
его удаления. Решение этой задачи имеет фундаментальное значение, а также важно 
в контексте сохранения индуцированных цитотоксических повреждений и поиска 
ингибиторов ЭРН. 
Представления о механизме и структуре hXPD основаны на результатах биохими-
ческих исследований, сравнительного мутагенеза, и, в значительной степени, исследо-
ваний кристаллов более доступных архейных белков-аналогов XPD и их комплексов 
с ДНК. Геликазы архей содержат все необходимые для проявления ДНК-геликазной 
активности домены, однако работают как изолированные мономеры, что ограничивает 
возможности их использования как функциональных аналогов hXPD. 
Белок-аналог из Chaetomium thermophilum, ctXPD доступен в количествах, необхо-
димых для рентгеноструктурных исследований и, подобно hXPD, функционирует в сос- 
таве комплексов осуществляя специфические белок-белковые взаимодействия, способ-
ные влиять на настройку работы XPD как «лупы для объемных повреждений» [1]. 
Мы проанализировали узнавание рекомбинантной ctXPD и димера ctXPD/p44 ДНК, 
содержащих повреждения nFlu-, nAnt- и Fap-dC, эффективность удаления системой 
ЭРН и влияние на структуру ДНК которых мы изучили ранее [2, 3].
Резкое снижение геликазной и возрастание ATP-азной активности ctXPD/p44 при 
взаимодействии с ДНК, содержащими объемные повреждения, и повышенное сродство 
ctXPD к таким ДНК, указывают на сходство механизмов верификации объемных пов- 
реждений геликазами ctXPD и hXPD. 
Полученные данные говорят о перспективности использования выбранной нами 
модельной системы в дальнейших биохимических и структурных исследованиях 
механизма верификации. 
1. Kuper J., Braun C., Elias A. et al.// pLoS Biol. 2014. V. 12 № 9. p. 1-13. 
2. Evdokimov A., petruseva I., Tsidulko A. et al.// Nucleic Acids Res. 2013. V. 41. № 12. p. 1-10. 
3. Evdokimov A., Tsidulko A., popov A. et al.// DNA repair. 2018. V. 41. № 61. p. 86-98.
Финансирование работы осуществлялось за счет средств гранта РФФИ № 19-04-00018.

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
132