АП-сайт не вносит существенных искажений в структуру ДНК в составе нуклеосомы in vitro

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Повреждения ДНК приводят к искажению структуры В-формы её двойной спирали. Узнавание подобного искажения белками репарации ДНК является важным этапом инициации этого процесса. Структура нуклеосомы накладывает ограничения на мобильность и пластичность геометрии ДНК в своём составе. При изучении взаимодействий репарационных белков с ДНК в составе нуклеосомы основной вопрос заключается в реализации структуры ДНК, характерной для самого повреждения в конкретном контексте. Кроме того, ДНК-дуплекс в составе нуклеосомы имеет регулярный профиль контактов с гистонами, соответствующий шагу спирали ДНК. По изменению этого профиля можно судить об изменениях структуры ДНК. Этот профиль коррелирует с доступностью соответствующих нуклеотидов для взаимодействия с ДНК-связывающими белками. В нашей работе методом футпринтинга было показано, что наличие апуринового/апиримидинового сайта в пределах второго-третьего витка спирали от 5'-конца в составе нуклеосомной ДНК не оказывает существенного влияния на профиль контактов ДНК с гистонами.

Об авторах

М. М. Кутузов

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Email: lavrik@niboch.nsc.ru
Новосибирск

Е. А. Белоусова

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Email: lavrik@niboch.nsc.ru
Новосибирск

В. М. Дрейман

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Email: lavrik@niboch.nsc.ru
Новосибирск

О. И. Лаврик

Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: lavrik@niboch.nsc.ru
Новосибирск

Список литературы

  1. Chen, J., Dupradeau, F.-Y., Case, D. A., Turner, C. J., and Stubbe, J. (2008) DNA oligonucleotides with A, T, G or C opposite an abasic site: structure and dynamics, Nucleic Acids Res., 36, 253-262, https://doi.org/10.1093/nar/gkm622.
  2. Wilson, D. M. 3rd. (2005) Ape1 abasic endonuclease activity is regulated by magnesium and potassium concentrations and is robust on alternative DNA structures, J. Mol. Biol., 345, 1003-1014, https://doi.org/10.1016/j.jmb.2004.11.028.
  3. Fan, J., Matsumoto, Y., and Wilson, D. M. 3rd. (2006) Nucleotide sequence and DNA secondary structure, as well as replication protein A, modulate the single-stranded abasic endonuclease activity of APE1, J. Biol. Chem., 281, 3889-3898, https://doi.org/10.1074/jbc.M511004200.
  4. Hinz, J. M. (2014) Impact of abasic site orientation within nucleosomes on human APE1 endonuclease activity, Mutat. Res., 766-767, 19-24, https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2014.05.008.
  5. Olmon, E. D., and Delaney, S. (2017) Differential ability of five DNA glycosylases to recognize and repair damage on nucleosomal DNA, ACS Chem. Biol., 12, 692-701, https://doi.org/10.1021/acschembio.6b00921.
  6. Beard, B. C., Wilson, S. H., and Smerdon, M. J. (2003) Suppressed catalytic activity of base excision repair enzymes on rotationally positioned uracil in nucleosomes, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 100, 7465-7470, https://doi.org/10.1073/pnas.1330328100.
  7. Osakabe, A., Arimura, Y., Matsumoto, S., Horikoshi, N., Sugasawa, K., and Kurumizaka, H. (2017) Polymorphism of apyrimidinic DNA structures in the nucleosome, Sci. Rep., 7, 41783, https://doi.org/10.1038/srep41783.
  8. Peterson, C. L., and Hansen, J. C. (2008) Chicken erythrocyte histone octamer preparation, CSH Protocols, 2008, pdb.prot5112, https://doi.org/10.1101/pdb.prot5112.
  9. Sambrook, J., Fritsch, E. F., and Maniatis, T. (1989) Molecular Cloning: A Laboratory manual, Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbor Laboratory Press, N.Y.
  10. Luger, K., Rechsteiner, T. J., and Richmond, T. J. (1999) Expression and purification of recombinant histones and nucleosome reconstitution, Methods Mol. Biol., 119, 1-16, https://doi.org/10.1385/1-59259-681-9:1.
  11. Lowary, P. T., and Widom, J. (1998) New DNA sequence rules for high affinity binding to histone octamer and sequence-directed nucleosome positioning, J. Mol. Biol., 276, 19-42, https://doi.org/10.1006/jmbi.1997.1494.
  12. Armeev, G. A., Kniazeva, A. S., Komarova, G. A., Kirpichnikov, M. P., and Shaytan, A. K. (2021) Histone dynamics mediate DNA unwrapping and sliding in nucleosomes, Nat. Commun., 12, 2387, https://doi.org/10.1038/s41467-021-22636-9.
  13. Chen, Z., Gabizon, R., Brown, A. I., Lee, A., Song, A., Díaz-Celis, C., Kaplan, C. D., Koslover, E. F., Yao, T., Bustamante, C. (2019) High-resolution and high-accuracy topographic and transcriptional maps of the nucleosome barrier, Elife, 8, e48281, https://doi.org/10.7554/eLife.48281.
  14. Balasubramanian, B., Pogozelski, W. K., and Tullius, T. D. (1998) DNA strand breaking by the hydroxyl radical is governed by the accessible surface areas of the hydrogen atoms of the DNA backbone, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95, 9738-9743, https://doi.org/10.1073/pnas.95.17.9738.
  15. Andreeva, N. A., Maluchenko, N. V., Sivkina, A. L., Chertkov, O. V., Valieva, M. E., Kotova, E. Y., Kirpichnikov, M. P., Studitsky, V. M., and Feofanov, A. V. (2022) Na+ and K+ ions differently affect nucleosome structure, stability, and interactions with proteins, Microsc. Microanal., 28, 243-253, https://doi.org/10.1017/S1431927621013751.
  16. Weaver, N. M., Hoitsma, N. M., Spencer, J. J., Gakhar, L., Schnicker, N. J., and Freudenthal, B. D. (2022) Structural basis for APE1 processing DNA damage in the nucleosome, Nat. Commun., 13, 5390, https://doi.org/10.1038/s41467-022-33057-7.
  17. Carey, D. C., and Strauss, P. R. (1999) Human apurinic/apyrimidinic endonuclease is processive, Biochemistry, 38, 16553-16560, https://doi.org/10.1021/bi9907429.
  18. Hinz, J. M., Rodriguez, Y., and Smerdon, M. J. (2010) Rotational dynamics of DNA on the nucleosome surface markedly impact accessibility to a DNA repair enzyme, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 107, 4646-4651, https://doi.org/10.1073/pnas.0914443107.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».