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1、·312·JHenanUnivSciTech(MedSci)December2005Vol.23No.4PARP的结构、功能及其与DNA损伤的关系StructureandFunctionofPARPandItsRelationtoDNAInjury1,22李凡,廖志钢摘要:目的了解PARP的结构和功能,探讨在DNA损伤中的作用。方法查阅国内外相关文献,对PARP的结构、功能及其在DNA损伤中的作用进行综述。结果PARP在DNA损伤中有规律性表达,发挥重要作用。结论对研究细胞凋亡有意义。关键词:PA
2、RP;DNA损伤;法医学中图分类号:[Q751]文献标识码:B文章编号:1672-688X(2005)04-0312-03聚ADP核糖聚合酶(polyADP-ribosepolymerase,PARP)是PARP-1由1014个氨基酸残基组成的一条多肽链,分子一类存在于多数真核细胞中的蛋白质翻译后修饰酶。主要存量为113kDa,等电点在8.0～9.8之间。它是PARP家族中最[1]在于细胞核内,少量存在于细胞浆内。目前研究发现,早被发现,而且特性了解最清除的成员。PARP-1肽链中有PARP家族至
3、少有6个成员,分别是:PARP-1,PARP-2,PARP3个功能性结构域(domain):DNA结合结构域(DNAbindingdo--3,PARP-4VPARP,Tankyrase-1和-2等。PARP具有保持main,DBD,46kDa)位于N-末端第1～372氨基酸残基之间,它染色体结构完整、参与DNA复制和转录的功能,在维持基因包含两碱性部分:一个核定位序列(nuclearlocalizationse-组稳定和细胞死亡过程中发挥作用。PARP在DNA损伤断裂quence,NLS)和两个锌
4、指结构(Znfingure),这两个锌指结构参时被激活,作为DNA损伤的分子感受器,识别、结合到DNA与识别DNA缺口,第1个锌指识别DNA单链和双链断裂,它断裂处,激活、催化受体蛋白的聚ADP核糖基化作用,参与的突变会大大降低PARP的激活;第2个锌指只参与DAN单DNA的修复,在颅脑损伤、脑缺血再灌注损伤和神经退行性链断裂的识别。自我修饰结构域(automodificationdomain,变等疾病中神经细胞凋亡(生存)或死亡过程中发挥重要作22kDa)位于第374～525氨基酸残基之间,PA
5、RP-1通过该区用。与ADP糖基结合,发生PARP自身糖基化,还可以使PARP形1PARP的基因分布成二聚体。C-末端第524～1014氨基酸残基之间为催化结构域(catalyticdomain,54kDa),是把NAD+转化为ADP核糖的PARP基因是一种单拷贝基因。在人和小鼠组织研究中发现,PARP-1基因位于染色体1q41～42区,有23个外显子,基础,此序列高度保守,第859～908氨基酸残基区段在脊椎PARP-1基因转录与细胞的快速增殖和S期时间长短有关,动物中的保守性达100%;催化结
6、构域由两部分组成,靠近N在S期,mRNA增加与基因转录水平增高一致,与组蛋白H4-末端部分的氨基酸残基第662～784位形成A、B、C、D、E、F基因相反,阻断DNA合成的羟基脲并不能抑制PARP-1基因6个-螺旋,此结构是PARP特有的,螺旋区通过Fa-螺旋+转录。PARP-2基因位于染色体14q11.2～12区,而PARP-3与活性区,即NAD结合位点结合,可能与激活信号的转递有[2]关。另外,有研究发现PARP还具有亮氨酸拉链结构,推测可基因定位于3p21.1～p22.2区。在16种人体组织
7、内检测的PARP-2和PARP-3mRNA的长度为2.0和2.2kb,编码产生能在PARP与其它蛋白质或PARP自身形成二聚体时发挥作的蛋白PARP-2和PARP-3都有催化结构域;PARP-2没有用。自身修饰结构域,PARP-3既没有自身修饰结构域,也没有PARP-2与PARP-1非常相似(60%PARP结构域相同),DNA结合结构域。可能具有相似的功能。但它结合不同的DNA序列,提示可能2PARP的结构、功能及调节有不同的特异底物。PARP-3是目前认定最小的PARP蛋目前研究发现,PARP家
8、族至少有:PARP-1,PARP-2,白,它不含有DNA结合结构域,在细胞内的确切定位与激活PARP-3,PARP-4VPARP,Tankyrase-1和-26个成员。但机制尚不清楚。在人类基因组共有16个不同基因编码PARP超家族成员,它Kickhoefer等,最初认定PARP-4VPARP是一个有穹隆的们都具有高度保守的由50个氨基酸残基组成的PARP催化活桶形细胞样结构,3倍于核糖体大小。Kong等发现,每一个穹性区。除此之外,这些蛋白都有不同的一级结构、细胞内定位隆由96拷
