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

Порядок и беспорядок в структуре ферментов репарации ДНК
Жарков Д.О.
1,2
1
Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия 
2
Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН,
Новосибирск, Россия
Репарация ДНК — основной процесс, защищающий генетический материал 
клетки от повреждения и присутствующий в том или ином виде во всех организмах. 
Из нескольких существующих путей репарации эксцизионная репарация оснований 
(ЭРО) удаляет из ДНК небольшие повреждения, незначительно искажающие структуру 
ДНК; модифицированные основания такого рода служат основным источником 
мутаций, а также участвуют в эпигенетической регуляции. Имеющиеся структурные 
данные показывают, что многие эукариотические ферменты ЭРО состоят из одного 
или нескольких упорядоченных коровых доменов, ответственных за связывание ДНК 
и катализ, и неупорядоченных фрагментов, длина которых может быть сравнима
с длиной коровых доменов. Бактериальные гомологи эукариотических ферментов ЭРО 
чаще всего компактны, фактически представляя собой лишь коровые домены. Функции 
неупорядоченных фрагментов у эукариотических ферментов остаются в основном 
неясными. Были проанализированы доступные последовательности неупорядоченных 
фрагментов и коровых доменов ферментов тимин-ДНК-гликозилазы (TDG) и метилсвя-
зывающего белка 4 (MBD4), которые участвуют в процессе активного эпигенетического 
деметилирования, гомологов эндонуклеазы VIII — ферментов репарации окисленных 
оснований, и апурин-апиримидиновой эндонуклеазы (APEX1), которая, кроме своей 
роли в репарации ДНК, участвует в реактивации окисленных факторов транскрипции. 
Поиск скрытых паттернов выявил, что в неупорядоченных фрагментах, в отличие от 
основных доменов, высока доля дивергентных повторов, и что эти фрагменты действи-
тельно обладают более гибкой структурой. Был предложен способ реконструкции 
вероятных метастабильных конформаций неупорядоченных фрагментов при помощи 
комбинации фолдинга
 in silico
и жесткого белок-белкового докинга. С его помощью 
была проведена реконструкция белка APEX1 человека и предложен механизм его 
олигомеризации на ДНК. Предположительно основной функцией неупорядоченных 
фрагментов может быть не дополнительная стабилизация ДНК-белковых комплексов, 
как считалось ранее, а динамические белок-белковые взаимодействия, связанные
с процессом жидкостного расслоения в наномасштабах.
Исследование поддержано грантом РНФ № 17-14-01190.

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
123