ADP-ribosylaatio DNA:n korjauksessa - ADP-ribosyylitransferaasi 2:n rakennetutkimus

Solut ovat pienimpiä elämän rakenneyksiköitä. Ihmisellä on 1013 solua ja ne kaikki sisältävät DNA:n, joka siirtää geneettisen informaation muodostuville uusille soluille.

Solut altistuvat jatkuvasti DNA vaurioille johtuen mm. siitä mitä syömme ja juomme. DNA:ta vaurioittavat erityisesti solun kemialliset reaktiot, ionisoiva säteily ja kemikaalit joille altistumme. Vaurioita syntyy paljon, 104-105 päivässä, ja DNA:n korjausmekanismien täytyykin olla nopeita ja tehokkaita, että solut selviytyvät niistä. Mikäli korjaus ei olisi tehokasta seuraisi eriasteisia virhetoimintoja – sairauksia kuten syöpää ja metabolisia oireita.

Tässä väitöstutkimuksessa tutkittiin entsyymejä, jotka osallistuvat DNA vaurioiden tunnistukseen ja korjaukseen. Erityisenä kohteena oli ihmisen ADP-ribosyylitransferaasi 2 -entsyymi (ARTD2), joka tunnistaessaan vaurioituneen DNA:n aktivoituu. Se hajoittaa NAD+:n, vitamiini B3:n, nikotiiniamidiksi ja ADP-riboosiksi, jonka se yhdistää muihin proteiineihin sekä myös itseensä. Tämä ADP-riboosi voi myös muodostua pitkäksi polymeeriksi, joka rekrytoi vauriopaikalle DNA:n korjaukseen tarvittavia proteiineja. ARTD2 siis tunnistaa ja merkitsee DNA:n vauriokohdan korjaamista varten.

Tutkimuksessa havaittiin että ARTD2 tunnistaa ja aktivoituu erityisesti fosforyloidun DNA-vaurion vaikutuksesta, jonka vuoksi ARTD2 toimii todennäköisesti tietyissä DNA-korjauksen välivaiheissa. Proteiinikristallografian avulla tehdyt rakennetutkimukset paljastivat molekyylitasolla, miten ARTD2 sitoutuu DNA:han. Havaittiin myös että ARTD2 pystyy liittämään toisiinsa katkenneet DNA:n päät. Tämä DNA:n yhdistämismekanismi sekä tehokas aktivoituminen yksijuosteisen DNA-katkoksen vaikutuksesta, mahdollistaa ARTD2:n toimisen eri tavalla erilaisten DNA-vaurioiden vaikutuksesta.