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

Комплексы белков-участников эксцизионной репарации
оснований ДНК и их роль в координации процесса
Моор Н.А., Васильева И.А., Анарбаев Р.О., Лаврик О.И.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической 
биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Новосибирск, Россия
Эксцизионная репарация оснований (Base Excision Repair, BER) обеспечивает 
исправление самых многочисленных повреждений ДНК ‒ модифицированных осно- 
ваний, апуриновых/апиримидиновых сайтов и одноцепочечных разрывов. Действия 
ферментов, катализирующих последовательные стадии ЭРО, координируются их взаи- 
модействиями друг с другом и с регуляторными белками. Нами исследованы взаимо-
действия апуриновой/апиримидиновой эндонуклеазы 1 (АРЕ1), ДНК-полимеразы β 
(Polβ), тирозил-ДНК-фосфодиэстеразы 1 (TDP1), белка XRCC1 и поли(ADP-рибоза) 
полимеразы 1 (PARP1) методами флуоресцентного титрования и FRET [1]. Определены 
равновесные константы диссоциации для четырнадцати комплексов, часть из которых 
зарегистрирована впервые, что позволило сравнить относительное сродство белков 
к партнерам. Зарегистрированы тройные комплексы, сформированные белками или 
белками и модельными ДНК, имитирующими интермедиаты BER. Сродство белков 
друг к другу и структура комплексов модулируются ДНК в различной степени, в зави-
симости от типа комплекса и ДНК-интермедиата. Измерения гидродинамических 
радиусов белков методом динамического светорассеяния указывают на то, что все 
белки существуют в виде гомодимеров; PARP1 образует с разными белками гетеротет-
рамеры, а XRCC1 – гетеродимеры или гетеротетрамеры [2]. Стабильность комплексов 
исследована с помощью метода гель-хроматографии с детекцией мульти-углового 
лазерного светорассеяния (SEC-MALLS). XRCC1 и Polβ образуют самый прочный 
комплекс, который может функционировать как устойчивая часть мультибелкового 
ансамбля в процессе BER и обеспечивать эффективную репарацию. Результаты иссле-
дований указывают на возможные механизмы регуляции и координации BER посред-
ством изменения взаимного сродства белков в разных функциональных комплексах.
Чтобы понять функции BER как мультибелкового ансамбля, ассоциированного
с хроматином, необходимо изучение структурной организации этих комплексов. Пока
с помощью рентгеноструктурного анализа установлена трехмерная структура отдель-
ных доменов белка XRCC1 в комплексах с соответствующими доменами трех ферментов 
‒ Polβ, LigIIIα и PNKР. Нами впервые закристаллизован полноразмерный белок XRCC1 
и комплекс ферментов АРЕ1 и Рolβ.
1. Moor N.A., Vasil'eva I.A., Anarbaev R.O., Antson A.A., Lavrik O.I. Quantitative charac- 
terization of protein-protein complexes involved in base excision DNA repair. // Nucleic 
Acids Res. - 2015. - V. 43. - p 6009–6022.
2. Vasil'eva I.A., Anarbaev R.O., Moor N.A., Lavrik O.I. Dynamic light scattering study of 
base excision DNA repair proteins and their complexes. // BBA - proteins and proteomics. 
- 2019. - V. 1867. - p 297‒305.
Исследование поддержано грантами РНФ 14-24-00038 и 19-14-00107.

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
131