Современные представления о структурно-функциональной организации системы репарации неканонических пар нуклеотидов в ДНК

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В обзоре приведены общие представления о репарации неканонических пар нуклеотидов («мисматчей») в ДНК (MMR). На сегодняшний день определены основные структурные и функциональные характеристики ключевых белков этой системы: MutS и MutL. Тем не менее взгляды на начальные этапы MMR с участием этих белков все еще противоречивы. Обобщены данные о взаимосвязи двух основных функций MutS - АТР-азной и ДНК-связывающей, систематизированы модели координации между участком узнавания и участком гидролиза ДНК в системе MMR. Для проверки существующих моделей необходимо развитие методов фиксации короткоживущих комплексов, возникающих на различных этапах MMR.

Об авторах

С. A. Перевозчикова

Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: kubareva@belozersky.msu.ru
Россия

E. A. Романова

Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: kubareva@belozersky.msu.ru
Россия

T. С. Орецкая

Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова; Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: kubareva@belozersky.msu.ru
Россия

П. Фридхофф

Институт биохимии, Университет Ю. Либиха

Email: kubareva@belozersky.msu.ru
Германия

E. A. Кубарева

Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: kubareva@belozersky.msu.ru
Россия

Список литературы

  1. Lewin B. // Genes. Boston, MA // Jones Bartlett Publ 2008, P.892
  2. Futreal P.A., Coin L., Marshall M., Down T., Hubbard T., Wooster R., Rahman N., Stratton M.R. // Nat. Rev. Cancer 2004, V.4, P.177-183
  3. Drake J.W. // Ann. N.Y. Acad. Sci 1999, V.870, P.100-107
  4. Ayala F.J., Kiger J.A. // Modern genetics. University of California, Davis. 1984, V.2, P.296
  5. Friedberg E.C., Walker G.C., Siede W. // DNA repair and mutagenesis // Washington, D.C.: ASM Press 1995, P.698
  6. O’Neil N., Rose A. // WormBook 2006, P.1-12
  7. Koshland D.E. Jr. // Science 1994, V.266, P.1925
  8. Lavrik O.I. // Biochemistry (Mosc.) 2011, V.76, P.3
  9. Buermeyer A.B., Deschênes S.M., Baker S.M., Liskay R.M. // Annu. Rev. Genet 1999, V.33, P.533-564
  10. Hsieh P. // Mutat. Res. 2001, V.486, P.71-87
  11. Marti T.M., Kunz C., Fleck O. // J. Cell Physiol. 2002, V.191, P.28-41
  12. Barnes D.E., Lindahl T. // Annu. Rev. Genet. 2004, V.38, P.445-476
  13. Kunkel T.A., Erie D.A. // Annu. Rev. Biochem. 2005, V.74, P.681-710
  14. Iyer R.R., Pluciennik A., Burdett V., Modrich P.L. // Chem. Rev. 2006, V.106, P.302-323
  15. Jiricny J. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2006, V.7, P.335-346
  16. Fukui K. // Journal of Nucleic Acids. 2010, P.1-16
  17. Goliasnaia N.V., Tsvetkova N.A. // Mol. Biol. (Mosk). 2006, V.40, P.211-223
  18. Modrich P. // Annu. Rev. Genet. 1991, V.25, P.229-253
  19. Lichten M., Goyon C., Schultes N., Treco D., Szostak J.W., Haber J.E., Nicolas A. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990, V.87, P.7653-7657
  20. Reenan R.A., Kolodner R.D. // Genetics. 1992, V.132, P.975-985
  21. Modrich P., Lahue R. // Annu. Rev. Biochem. 1996, V.65, P.101-133
  22. Kolodner R.D., Marsischky G.T. // Curr. Opin. Genet. Dev. 1999, V.9, P.89-96
  23. Branch P., Aquilina G., Bignami M., Karran P. // Nature 1993, V.362, P.652-654
  24. Duckett D.R., Drummond J.T., Murchie A.I.H., Reardon J.T., Sancar A., Lilley D.M.J., Modrich P. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1996, V.93, P.6443-6447
  25. Ni T.T., Marsischky G.T., Kolodner R.D. // Molecular Cell 1999, V.4, P.439-444
  26. Mazurek A., Berardini M., Fishel R. // J. Biol. Chem. 2002, V.277, P.8260-8266
  27. Li G.M., Wang H., Romano L.J. // J. Biol. Chem. 1996, V.271, P.24084-24088
  28. Feng W.Y., Lee E.H., Hays J.B. // Genetics. 1991, V.129, P.1007-1020
  29. Mu D., Tursun M., Duckett D.R., Drummond J.T., Modrich P., Sancar A. // Mol. Cell. Biol. 1997, V.17, P.760-769
  30. Wang H., Lawrence C. W., Li G. M., Hays J. B. // J. Biol. Chem. 1999, V.274, P.16894-1690
  31. Mello J.A., Acharya S., Fishel R., Essigmann P. // Chem. Biol. 1996, V.3, P.579-589
  32. Pabla N., Ma Z., McIlhatton M.A., Fishel R., Dong Z. // J. Biol. Chem. 2011, V.286, P.10411-10418
  33. Stojic L., Brun R., Jiricny J. // DNA Repair (Amst). 2004, V.3, P.1091-1101
  34. Greig D., Travisano M., Louis E.J., Borts R.H. // J. Evol. Biol. 2003, V.16, P.429-437
  35. Sia E.A., Kokoska R.J., Dominska M., Greenwell P., Petes T.D. // Mol. Cell Biol. 1997, V.17, P.2851-2858
  36. Wu B.P., Zhang Y.L., Zhou D.Y., Gao C.F., Lai Z.S. // World J. Gastroenterol. 2000, V.6, P.902-905
  37. Bechter O.E., Zou Y., Walker W., Wright W.E., Shay J.W. // Cancer Research 2004, V.64, P.3444-3451
  38. Nguyen B., Elmore L.W., Holt S.E. // Cancer Biol. Ther. 2004, V.3, P.293-295
  39. Evans E., Alani E. // Mol. Cell. Biol. 2000, V.20, P.7839-7844
  40. Schanz S., Castor D., Fischer F., Jiricny J. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, V.106, P.5593-5598
  41. Chahwan R., Edelmann W., Scharff M.D., Roa S. // Biomed. Pharmacother. 2011, V.65, P.529-536
  42. Aravind L., Walker D.R., Koonin E. // Nucleic Acids Res. 1999, V.27, P.1223-1242
  43. Michailidi C., Papavassiliou A.G., Troungos C. // Curr. Mol. Med. 2012, V.12, P.237-246
  44. Qiu R., DeRocco V.C., Harris C., Sharma A., Hingorani M.M., Erie D.A., Weninger K.R. // EMBO J. 2012, V.31, P.2528-2540
  45. Jiricny J., Nystrom–Lahti M. // Curr. Opin. Genet. Dev. 2000, V.10, P.157-161
  46. Harfe B.D., Jinks–Robertson S. // Annu. Rev. Genet. 2000, V.34, P.359-399
  47. Peltomäki P. // J. Clin. Oncol. 2003, V.21, P.1174-1179
  48. Reuschenbach M., Kloor M., Morak M., Wentzensen N., Germann A., Garbe Y., Tariverdian M., Findeisen P., Neumaier M., Holinski–Feder E. // Fam. Cancer. 2010, V.9, P.173-179
  49. Lahue R.S., Au K.G., Modrich P. // Science. 1989, V.245, P.160-464
  50. Balganesh T.S., Lacks S.A. // Journal of Bacteriology 1985, V.162, P.979-984
  51. Radman M., Wagner R. // Annu. Rev. Genet. 1986, V.20, P.523-538
  52. Li G.M. // Cell Res. 2008, V.18, P.85-98
  53. Zhao J., Winkler M.E. // Journal of Bacteriology 2000, V.182, P.5025-5028
  54. L. Fourrier, P. Brooks, J.M. Malinge // J. Biol. Chem. 2003, V.278, P.21267-21275
  55. Lamers M.H., Perrakis A., Enzlin J.H., Winterwerp H.H.K., de Wind N., Sixma T.K. // Nature 2000, V.407, P.711-717
  56. Wildenberg J., Meselson M. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1975, V.72, P.2202-2206
  57. Wagner R., Meselson M. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1976, V.73, P.4135-4139
  58. Lyons S.M., Schendel F. // Journal of Bacteriology 1984, V.159, P.421-423
  59. Duppatla N.J., Rao D.N. // Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 2006, V.81, P.1-49
  60. Lu A.–L., Clark S., Modrich P. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1983, V.80, P.4639-4643
  61. Glickman B.W. // Mutat. Res. 1979, V.61, P.153-162
  62. Marinus M.G., Poteete A., Arraj J.A. // Gene. 1984, V.28, P.123-125
  63. Gorman J., Chowdhury A., Surtees J.A., Shimada J., Reichman D.R., Alani E., Greene E.C. // Molecular Cell 2007, V.28, P.359-370
  64. Nishant K.T., Plys A.J., Alani E. // Genetics. 2008, V.179, P.747-755
  65. Claverys J.–P., Mejean P., Gasc A.–M., Sicard A.M. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1983, V.80, P.5956-5960
  66. Yamaguchi M., Dao V., Modrich P. // J. Biol. Chem. 1998, V.273, P.9197-9201
  67. Mechanic L.E., Frankel B.A., Matson S.W. // J. Biol. Chem. 2000, V.275, P.38337-38346
  68. Matson S.W., Robertson A.B. // Nucleic Acids Res. 2006, V.34, P.4089-4097
  69. Cooper D.L., Lahue R.S., Modrich P. // J. Biol. Chem. 1993, V.268, P.11823-11829
  70. Viswanathan M., Burdett P., Baitinger C., Modrich P., Lovett S.T. // J. Biol. Chem. 2001, V.276, P.31053-31058
  71. Han E.S., Cooper D.L., Persky N.S., Sutera V.A. Jr., Whitaker R.D., Montello M.L., Lovett I.O., S.T. I.O. // Nucleic Acids Res. 2006, V.34, P.1084-1091
  72. Lohman T.M., Ferrari M.E. // Annu. Rev. Biochem. 1994, V.63, P.527-570
  73. Bjornson K.P., Blackwell L. J., Sage H., Baitinger C., Allen D., Modrich P. // J. Biol. Chem. 2003, V.278, P.34667-34673
  74. Kang J., Huang S., Blaser M.J. // Journal of Bacteriology 2005, V.187, P.3528-3537
  75. Snowden T., Acharya S., Butz C., Berardini M., Fishel R. // Molecular Cell 2004, V.15, P.437-451
  76. Hollingsworth N.M., Ponte L., Halsey C. // Genes Dev. 1995, №9, P.1728-1739
  77. Culligan K.M., Meyer–Gauen G., Lyons–Weiler J., Hays J.B. // Nucleic Acids Res. 2000, V.28, P.463-471
  78. Obmolova G., Ban C., Hsieh P., Yang W. // Nature 2000, V.407, P.703-710
  79. Junop M.S., Obmolova G., Rausch K., Hsieh P., Yang W. // Molecular Cell 2001, V.7, P.1-12
  80. Lamers M.H., Winterwerp H.H.K., Sixma T.K. // The EMBO Journal. 20003, V.22, P.746-756
  81. Natrajan G., Lamers M.H., Enzlin J.H., Winterwerp H.H.K., Perrakis A., Sixma T.K. // Nucleic Acids Res. 2003, V.31, P.4814-4821
  82. Alani E., Lee J.Y., Schofield M.J., Kijas A.W., Hsieh P., Yang W. // J. Biol. Chem. 2003, V.278, P.16088-16094
  83. Lebbink J.H.G., Fish A., Reumer A., Natrajan G., Winterwerp H.H., Sixma T.K. // J. Biol. Chem. 2010, V.285, P.13131-13141
  84. Lebbink J.H.G., Georgijevic D., Natrajan G., Fish A., Winterwerp H.H.K., Sixma T.K., de Wind N. // The EMBO J. 2006, V.25, P.409-419
  85. Lamers M.H., Georgijevic D., Lebbink J.H., Winterwerp H.H., Agianian B., de Wind N., Sixma T.K. // J. Biol. Chem. 2004, V.279, P.43879-43885
  86. Warren J.J., Pohlhaus T.J., Changela A., Iyer R.R., Modrich P.L., Beese L.S. // Molecular Cell 2007, V.26, P.579-592
  87. Jiricny J. // Curr. Biol. 2000, V.10, P.788-790
  88. Biswas I., Hsieh P. // J. Biol. Chem. 1997, V.272, P.13355-13364
  89. Sixma T. K. // Curr. Opin. Struct. Biol. 2001, V.11, P.47-52
  90. Yamamoto A., Schofield M.J., Biswas I., Hsieh P. // Nucleic Acids Res. 2000, V.28, P.3564-3569
  91. Junop M.S., Yang W., Funchain P., Clendenin W., Miller J.H. // DNA Repair (Amst). 2003, V.2, P.387-405
  92. Hunter W.N., Brown T., Kneale G., Anand N.N., Rabinovich D., Kennard O. // J. Biol. Chem. 1987, V.262, P.9962-9970
  93. Skelly J., Edwards K.J., Jenkins T.C., Neidle S. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1993, V.90, P.804-808
  94. Werntges H., Steger G., Riesner D., Fritz H.J. // Nucleic Acids Res. 1986, V.14, P.3773-3790
  95. Wang H., Yang Y., Schofield M.J., Du C., Fridman Y., Lee S.D., Larson E.D., Drummond J.T., Alani E., Hsieh P. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, V.100, P.14822-14827
  96. Hirano M., Hirano T. // EMBO J. 2002, V.21, P.5733-5744
  97. Verdon G., Albers S., van Oosterwijk N., Dijkstra B.W., Driessen A.J., Thunnissen A.M. // J. Mol. Biol. 2003, V.334, P.255-267
  98. Gradia S., Subramanian D., Wilson T., Acharya S., Makhov A., Griffith J., Fishel R. // Molecular Cell 1999, V.3, P.255-261
  99. Joshi A., Rao B.J. // Biochemistry. 2002, V.41, P.3654-3666
  100. Hess M.T., Gupta R.D., Kolodner R.D. // J. Biol. Chem. 2002, V.277, P.25545-25553
  101. Joseph N., Duppatla V., Rao D.N. // Prog. Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 2006, V.81, P.1-49
  102. Antony E., Hingorani M.M. // Biochemistry. 2004, V.43, P.13115-13128
  103. Calmann M.A., Nowosielska A., Marinus M.G. // Nucleic Acids Res. 2005, V.33, P.1193-1200
  104. Jeong C., Cho W.K., Song K.M., Cook C., Yoon T.Y., Ban C., Fishel R., Lee J.B. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2011, V.18, P.379-385
  105. Cheng X., Blumenthal R.M. // Structure. 1996, V.4, P.639-645
  106. Bischerour J., Chalmers R. // PLoS One. 2009, V.4
  107. Gradia S., Acharya S., Fishel R. // Cell. 1997, V.91, P.995-1005
  108. Fishel R. // Genes Dev. 1998, V.12, P.2096-2101
  109. Antony E., Hingorani M.M. // Biochemistry. 2003, V.42, P.7682-7693
  110. Martik D., Baitinger C., Modrich P. // J. Biol. Chem. 2004, V.279, P.28402-28410
  111. Drotschmann K., Hall M.C., Shcherbakova P.V., Wang H., Erie D.A., Brownewell F.R., Kool E.T., Kunkel T.A. // Biol. Chem. 2002, V.383, P.969-975
  112. Kijas A.W., Studamire B., Alani E. // J. Mol. Biol. 2003, V.331, P.123-138
  113. Acharya S., Foster P.L., Brooks P., Fishel R. // Molecular Cell 2003, V.12, P.233-246
  114. Bowers J., Sokolsky T., Quach T., Alani E. // J. Biol. Chem. 1999, V.274, P.16115-16125
  115. Mukherjee S., Law S.M., Feig M. // Biophysical J. 2009, V.96, P.1707-1720
  116. Polosina Y.Y., Cupples C.G. // Mutat. Res. 2010, V.705, P.228-238
  117. Zhao N., Zhu F., Yuan F., Haick A.K., Fukushige S., Gu L., Her C. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2008, V.370, P.338-343
  118. Dherin C., Gueneau E., Francin M., Nunez M., Miron S., Liberti S.E., Rasmussen L.J., Zinn-Justin S., Gilquin B., Charbonnier J.B. // Mol. Cell. Biol. 2009, V.29, P.907-918
  119. Kanao R., Hanaoka F., Masutani C. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009, V.389, P.40-45
  120. Bende S.M., Grafstrom R.H. // Nucleic Acids Res. 1991, V.19, P.1549-1555
  121. Grilley M., Welsh K.M., Su S.S., Modrich P. // J. Biol. Chem. 1989, V.264, P.1000-1004
  122. Ban C., Junop M., Yang W. // Cell. 1999, V.97, P.85-97
  123. Ban C., Yang W. // Cell. 1998, V.95, P.541-552
  124. Hu X., Machius M., Yang W. // FEBS Lett. 2003, V.544, P.268-273
  125. Guarné A., Ramon–Maiques S., Wolff E.M., Ghirlando R., Hu X., Miller J.H., Yang W. // EMBO J. 2004, V.23, P.4134-4145
  126. Pillon M.C., Lorenowicz J.J., Uckelmann M., Klocko A.D., Mitchell R.R., Chung Y.S., Modrich P., Walker G.C., Simmons L.A., Friedhoff P., Guarné A. // Molecular Cell 2010, V.39, P.145-511
  127. Namadurai S., Jain D., Kulkarni D.S., Tabib C.R., Friedhoff P., Rao D.N., Nair D.T. // PloS One 2010, V.5, P.e13726-e13726
  128. Kosinski J., Steindorf I., Bujnicki J.M., Giron-Monzon L., Friedhoff P. // J. Mol. Biol. 2005, V.351, P.895-909
  129. Jones D.T. // J. Mol. Biol. 1999, V.292, P.195-202
  130. Jun S.H., Kim T.G. // FEBS J. 2006, V.273, P.1609-1619
  131. Sacho E.J., Kadyrov F.A., Modrich P., Kunkel T.A., Erie D.A. // Molecular Cell 2008, V.29, P.112-121
  132. Spampinato C., Modrich P. // J. Biol. Chem. 200, V.275, P.9863-9869
  133. Giron-Monzon L., Manelyte L., Ahrends R., Kirsch D., Spengler B., Friedhoff P. // J. Biol. Chem. 2004, V.279, P.49338-49345
  134. Schofield M.J., Hsieh P. // Annu. Rev. Microbiol. 2003, V.57, P.579-608
  135. Robertson A., Pattishall S.R. // J. Biol. Chem. 2006, V.281, P.8399-8408
  136. Kadyrov F.A., Dzantiev L. // Cell. 2006, V.126, P.297-308
  137. Ban C., Yang W. // EMBO J. 1998, V.17, P.1526-1534
  138. Yang W. // Mutat. Res. 2000, V.460, P.245-256
  139. Friedhoff P., Thomas E., Pingoud A. // J. Mol. Biol. 2003, V.325, P.285-297
  140. Lee J.Y., Chang J., Joseph N., Ghirlando R., Rao D.N., Yang W. // Molecular Cell 2005, V.20, P.155-166
  141. Toedt G.H., Krishnan R., Friedhoff P. // Nucleic Acids Res. 2003, V.31, P.819-825
  142. Polosina Y.Y., Cupples C.G. // BioEssays. 2010, V.32, P.51-59
  143. Mendillo M.L., Hargreaves V.V., Jamison J.W., Mo A.O., Li S., Putnam C.D., Woods V.L. Jr., Kolodner R.D. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, V.106, P.22223-22228
  144. Winkler I., Marx A.D., Lariviere D., Heinze R.J., Cristovao M., Reumer A., Curth U., Sixma T.K., Friedhoff P. // J. Biol. Chem. 2011, V.286, P.17326-17337
  145. Kolodner R.D., Mendillo M.L., Putnam C.D. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, V.104, P.12953-12964
  146. Pluciennik A., Modrich P. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, V.104, P.12709-12713
  147. Dzantiev L., Constantin N., Genschel J., Iyer R.R., Burgers M., Modrich P. // Molecular Cell 2004, V.15, P.31-41
  148. Allen D.J., Makhov A., Grilley M., Taylor J., Thresher R., Modrich P., Griffith J.D. // EMBO J. 1997, V.16, P.4467-4476
  149. Blackwell L.J., Martik D., Bjornson K., Bjornson E.S., Modrich P. J. // Biol. Chem. 1998, V.273, P.32055-32062
  150. Blackwell L.J., Wang S., Modrich P. // J. Biol. Chem. 2001, V.276, P.33233-33240
  151. Mazur D.J., Mendillo M.L., Kolodner R.D. // Molecular Cell 2006, V.22, P.39-49
  152. Schofield M.J., Nayak S., Scott T.H., Du C., Hsieh P. // J. Biol. Chem. 2001, V.276, P.28291-28299
  153. Modrich P. // Annu. Rev. Biochem. 1987, V.56, P.435-466
  154. Elez M., Radman M., Matic I. // Nucleic Acids Res. 2012, V.40, P.3929-3938
  155. Jiang Y., Marszalek E. // EMBO J. 2011, V.30, P.2881-2893
  156. Heinze R.J., Sekerina S., Winkler I., Biertümpfel C., Oretskaya T.S., Kubareva E., Friedhoff P. // Mol. Biosyst. 2012, V.8, P.1861-1864

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Перевозчикова С.A., Романова E.A., Орецкая T.С., Фридхофф П., Кубарева E.A., 2013

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах