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聚磷酸二酯酶1

蛋白质 PARP-1 如何帮助我们的身体?

蛋白质是包含一个或多个氨基酸残基长链的大生物分子和大分子。 但是你知道PARP-1,一种蛋白质,不断修复我们受损的DNA吗?

PARP-1 是一种存在于我们细胞中的蛋白质,可以不断修复受损的 DNA。 然而,当我们清醒时,它不能修复神经元中的 DNA。 结果,它会一直累积到我们入睡。 根据新研究,PARP-1的积累会导致我们入睡

什么是 PARP-1 蛋白,它的大部分活性发生在哪里?

PARP-1,也称为 NAD+ ADP-核糖基转移酶 1 或聚 ADP-核糖合酶 1,是一种由人类 PARP1 基因编码的酶。 它是 PARP 酶家族中最丰富的,占该家族利用的 NAD+ 的 90%。 

在活性基因中发现 PARP-1 代替了组蛋白 H1。 它存在于细胞核中,可以立即在细胞水平上检测和响应代谢和化学物质。 (资源: 皇家化学学会)

PARP-1 蛋白如何通过促进睡眠来改善神经元中的 DNA 修复?

睡眠驱动因素的特征以及睡眠缓解细胞稳态压力的机制尚不清楚。 苍蝇、斑马鱼、小鼠和人类的 DNA 损伤水平在清醒时增加,在睡眠时减少。 我们表明,6 小时的巩固睡眠足以减少斑马鱼背侧大脑皮层的 DNA 损伤。

睡眠和 DNA 修复是由神经元活动和诱变剂诱导的 DNA 损伤触发的。 DNA 损伤反应 (DDR) 蛋白 Rad52 和 Ku80 在睡眠期间增加,染色体动力学增加 Rad52 活性。

睡眠剥夺后,DDR 发起者 PARP-1 的活动增加。 PARP-1 促进了斑马鱼幼虫和成年小鼠的睡眠。 它的抑制降低了依赖睡眠的染色体动力学和修复。

这些发现表明,DNA 损伤是睡眠的稳态驱动因素,PARP-1 通路可以检测这种细胞压力并促进睡眠和修复活动。 (资源: X分子)

PARP-1 DNA 如何检测损伤和修复细胞?

通过形成翻译后修饰多聚 ADP-核糖,PARP-1 影响基因转录、细胞死亡信号和 DNA 修复 ADP-核糖。 在对基因毒性应激的生理反应过程中,PARP-1 与 DNA 损伤迅速相关,导致在 PARP-1 活性的低基础水平上强烈刺激多聚 ADP-核糖合成。 

了解 PARP-1 的生物学功能取决于 DNA 损伤。 尽管如此,对这种监管方式背后的机制的结构性见解仍然难以捉摸,部分原因是 PARP-1 极其模块化的六域架构。 根据最近的结构研究,PARP-1 使用独特的锌指通过与暴露的核苷酸碱基的序列无关相互作用来检测 DNA 断裂,这是受损和异常 DNA 结构的典型标志。

基于与 DNA 链断裂相关的 PARP-1 关键域的晶体结构,已经揭示了将 DNA 损伤检测与增强的聚 ADP-核糖产生联系起来的方法。 PARP-1 的许多结构域与受损的 DNA 发生碰撞,产生一个结构域间相互作用网络,导致催化结构域的不稳定变化,导致多聚 ADP-核糖合成增加。 (资源: 国家医学图书馆)

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