Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
DNA repair protein complexes, functionality and significance for repair efficiency and cell survival
Norwegian University of Science and Technology, Faculty of Medicine, Department of Cancer Research and Molecular Medicine.
2010 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [no]

DNA‐reparasjons‐protein‐komplekser, funksjonalitet og signifikans for reparasjonseffektivitet og skadetoleranse

All informasjon om en organisme er lagret i vår arvestoff, DNA. DNA er et relativt ustabilt makromolekyl som konstant blir utsatt for farer som truer dets integritet, både fra omgivelsene og fra kjemiske prosesser inne i selve cellen. I tillegg kan baser spontant bli mistet uten noe form for påvirkning. Selve kopieringen av DNA, den såkalte DNA-replikasjonen er svært rask og er en kritisk prosess i cellen hvor mye kan gå galt. I tillegg kan ureparerte DNA-skader ved replikasjonen foreviges i form av mutasjoner. Mutasjoner i gener som koder for proteiner som regulerer cellens vekst og død kan resultere i ukontrollert cellevekst og dermed kreft. En av cellens strategier for å sikre effektiv og trygg replikasjon og reparasjon av DNA’et er å samarbeide ved å danne proteinkomplekser, hvorav PCNA ofte spiller en sentral rolle. PCNA sitter som en homotrimerisk ring rundt DNA-tråden som replikeres, og fungerer som en plattform for binding av mange proteiner. I tillegg til binding av DNA-replikasjonsproteiner, bindes også mange DNA-reparasjonsproteiner til PCNA, og sørger for effektiv reparasjon av skadet DNA både før og etter selve replikasjonen. I tillegg er PCNA involvert i DNA-syntese ved reparasjon som ikke er assosiert med replikasjon.

I 1998 ble det funnet et motiv (en peptid-sekvens) som er ansvarlig for at mange proteiner bindes til PCNA, kalt PCNA Interacting Peptide (PIP). I artikkel 1 fant vi ved hjelp av blant annet fluorescerende proteiner og konfokal mikroskopi et nytt motiv som er viktig for proteiners binding til PCNA. Dette motivet fant vi først i det direkte alkyleringsreparasjons-proteinet; human AlkB homologue 2 og derfor kalte vi motivet AlkB homologue 2 PCNA Interacting Motif (APIM). I denne artikkelen verifiserer vi et funksjonelt APIM motiv i fem proteiner og viser at over-uttrykk av dette motivet gjør celler mer sensitive for alkylerende skade. Dette tyder på at overuttykk av APIM hemmer bindingen mellom APIM-inneholdende DNA reparasjons-proteiner og PCNA slik at de ikke reparerer DNA-skadene optimalt.

I samme artikkel viser vi også at APIM er konservert i mer enn 200 proteiner, blant annet i nukleotideeksisjonsreparasjons (NER) proteinet Xeroderma Pigmentosum group A (XPA), og i artikkel 2 verifiserer vi at APIM også er et funksjonelt PCNA bindende motiv i XPA. Vi viser og at overuttrykk av APIM-peptidet gjør celler mer sensitive for skade fra UV-lys, en type DNA-skade som hovedsakelig blir reparert av NER. I tillegg finner vi bevis som støtter at det er redusert funksjon av XPA som er årsak til at cellene er mer UV-sensitive ved overuttrykk av APIM, antagelig pga. svekket binding til PCNA.

I artikkel 3 ser vi nærmere på baseeksisjonsreparasjons- og singeltrådbruddsreparasjons-proteinet XRCC1. Dette er i likhet med PCNA og XPA et protein uten enzymatisk funksjon, men med mange bindingspartnere, blant annet PCNA. Hvilken del av XRCC1 som er viktig for dens funksjon i cella er derimot ikke helt klarlagt, noe vi undersøker nærmere i denne artikkelen. Det viser seg at den delen av XRCC1 som har evnen til å binde PCNA og alkyleringsreparasjons-proteinet MPG er den eneste XRCC1 mutanten som kan stimulere reparasjon av alkyleringsskader, noe som igjen bekrefter viktigheten av å binde seg til PCNA.

Oppsummert tar dette arbeidet for seg hvordan DNA-reparasjonsproteiner binder seg til hverandre og PCNA, og hvordan dette påvirker evnen til å reparere DNA og dermed tåle DNA-skade.

Place, publisher, year, edition, pages
2010.
Series
Doctoral theses at NTNU, ISSN 1503-8181 ; 2010:146Dissertations at the Faculty of Medicine, ISSN 0805-7680 ; 445
Identifiers
URN: urn:nbn:no:ntnu:diva-12246ISBN: 978-82-471-2259-4 (printed ver.)ISBN: 978-82-471-2261-7 (electronic ver.)OAI: oai:DiVA.org:ntnu-12246DiVA: diva2:404498
Public defence
2010-08-27, 00:00
Available from: 2011-03-17 Created: 2011-03-17 Last updated: 2011-03-17Bibliographically approved
List of papers
1. Identification of a novel, widespread, and functionally important PCNA-binding motif
Open this publication in new window or tab >>Identification of a novel, widespread, and functionally important PCNA-binding motif
Show others...
2009 (English)In: Journal of Cell Biology, ISSN 0021-9525, E-ISSN 1540-8140, Vol. 186, no 5, 645-654 p.Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Numerous proteins, many essential for the DNA replication machinery, interact with proliferating cell nuclear antigen (PCNA) through the PCNA-interacting peptide (PIP) sequence called the PIP box. We have previously shown that the oxidative demethylase human AlkB homologue 2 (hABH2) colocalizes with PCNA in replication foci. In this study, we show that hABH2 interacts with a posttranslationally modified PCNA via a novel PCNA-interacting motif, which we term AlkB homologue 2 PCNA-interacting motif (APIM). We identify APIM in >200 other proteins involved in DNA maintenance, transcription, and cell cycle regulation, and verify a functional APIM in five of these. Expression of an APIM peptide increases the cellular sensitivity to several cytostatic agents not accounted for by perturbing only the hABH2-PCNA interaction. Thus, APIM is likely to mediate PCNA binding in many proteins involved in DNA repair and cell cycle control during genotoxic stress.

Identifiers
urn:nbn:no:ntnu:diva-12245 (URN)10.1083/jcb.200903138 (DOI)000269575700004 ()
Note
RUP grants the public the non-exclusive right to copy, distribute, or display the Work under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported license, as described at http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ and http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/legalcode. Available from: 2011-03-17 Created: 2011-03-17 Last updated: 2011-03-17Bibliographically approved
2. Proper functioning of the Xeroderma Pigmentosum group A protein is dependent on interaction with PCNA
Open this publication in new window or tab >>Proper functioning of the Xeroderma Pigmentosum group A protein is dependent on interaction with PCNA
(English)Manuscript (preprint) (Other academic)
Identifiers
urn:nbn:no:ntnu:diva-12247 (URN)
Available from: 2011-03-17 Created: 2011-03-17 Last updated: 2011-03-17Bibliographically approved
3.  The NLS to BRCT1 region of XRCC1, harboring the three most common singlenucleotide variations, is essential for the scaffolding function of XRCC1.
Open this publication in new window or tab >> The NLS to BRCT1 region of XRCC1, harboring the three most common singlenucleotide variations, is essential for the scaffolding function of XRCC1.
Show others...
(English)Manuscript (preprint) (Other academic)
Identifiers
urn:nbn:no:ntnu:diva-12249 (URN)
Available from: 2011-03-17 Created: 2011-03-17 Last updated: 2011-03-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(6998 kB)1126 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 6998 kBChecksum SHA-512
e4b6e3a24c93e812ef91a14858e07ad8c5d52b0079b1164ddeeeb660be7efa0c83beb737cb9552dd6974edbd3d2ffee9c4de379b5e427f55048293d64ac3bf51
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Cancer Research and Molecular Medicine

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1126 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 121 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link