最近，英國頂尖大學(xué)鄧迪大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院的研究人員，在原子細(xì)節(jié)上，解析了一種對基因修復(fù)過程至關(guān)重要的酶——GEN1。

DNA修復(fù)在人類疾?。ㄈ绨┌Y）中扮演著重要的角色。研究人員說，揭示這一過程中涉及到的關(guān)鍵酶的三維分子結(jié)構(gòu)，可能是未來發(fā)展藥物的重要一步。

DNA是細(xì)胞的遺傳“文庫”，因為它是如此重要，因此在損壞時必須進(jìn)行修復(fù)。這是細(xì)胞內(nèi)唯一一種經(jīng)受這種修復(fù)的分子。在這樣的一個過程中，DNA暫時形成相互交聯(lián)，稱為交叉點，多數(shù)是通過特殊的酶處理的，包括這個稱為GEN1的酶，現(xiàn)在鄧迪大學(xué)的研究小組已經(jīng)獲得了它的晶體結(jié)構(gòu)。

鄧迪大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的David Lilley教授帶領(lǐng)了這項研究，他在2002年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會院士，2003年又當(dāng)選為英國皇家化學(xué)學(xué)會院士，主要從事核酸的化學(xué)生物學(xué)研究，歷任Nucleic Acids Research，Journal of Biomolecular Structure and Dynamics等15個期刊的編委；并在Nature, Science, Cell等雜志上發(fā)表具有重要影響力的研究論文340多篇。Lilley教授指出：“GEN1是這些蛋白質(zhì)中第一個被識別的，只是最近幾年才被發(fā)現(xiàn)的。”

“現(xiàn)在，我們已經(jīng)確定了GEN1的詳細(xì)分子結(jié)構(gòu)。這是了解DNA修復(fù)、以及我們未來如何能夠開發(fā)藥物影響它的重要一步。”

要了解這種酶在細(xì)胞中所起的作用，重要的是要確定其分子結(jié)構(gòu)。這意味著，在三維空間中找到它所有的構(gòu)成原子。

這是通過獲得蛋白質(zhì)的小晶體完成的，然后通過一個巨大的粒子加速器（稱為同步加速器）產(chǎn)生X-射線。研究人員使用數(shù)學(xué)模式，從產(chǎn)生的衍射X射線模型，重建了蛋白質(zhì)分子的三維結(jié)構(gòu)。

Lilley教授補充說：“在這項研究中，我們使用來自生活高溫下的酵母的一種GEN1酶。這種酶與人類蛋白質(zhì)非常密切相關(guān)，但有更好的性能用于研究。這使得我們能夠詳細(xì)地研究其生化特性，然后繼續(xù)通過X-射線晶體來確定其結(jié)構(gòu)。”

由此產(chǎn)生的分子結(jié)構(gòu)圖像顯示，GEN1與DNA緊密結(jié)合，兩個分子之間有著廣泛的聯(lián)系。

Lilley教授說：“蛋白質(zhì)的整體形狀，已經(jīng)進(jìn)化到可識別DNA交叉點的異常形狀。”

這項研究是由英國癌癥研究中心資助的，相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于《Cell Reports》雜志上。