Ishan Deshpande e i suoi colleghi del gruppo di Susan Gasser e della Protein Structure Facility presso la FMI hanno chiarito il meccanismo di come Mec1-Ddc2, un soppressore tumorale coinvolto nella risposta al danno al DNA si assembla nei siti di danno al DNA. Si concentrano sull'interazione Ddc2-RPA, che porta il complesso della chinasi Mec1-Ddc2 al DNA a singolo filamento nei siti di danno al DNA. Con i loro dati strutturali, gli scienziati FMI forniscono l'anello mancante tra due strutture precedentemente pubblicate, consentendo loro di assemblare un modello strutturale composito in scala di Mec1-Ddc2 su ssDNA-RPA nei siti di danno al DNA.

La chinasi ATR ha suscitato interesse per oltre 20 anni. Questa chinasi è una delle due chinasi centrali sensibili al danno del DNA nelle cellule di mammifero, ed è anche un soppressore del tumore. Due composti che inibiscono la chinasi ATR sono in sperimentazione clinica per il trattamento della leucemia e dei tumori solidi. Ancora, come questo enzima sia regolato a livello molecolare è rimasto elusivo.

Ishan Deshpande, uno studente di dottorato nella struttura della struttura proteica e il gruppo di Susan Gasser presso il Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research (FMI), ha ora chiarito il meccanismo di come l'omologo di lievito di ATR, Mec1, si assembla nei siti di danno al DNA per l'attivazione sito-specifica.

nel lievito, come negli umani, Mec1 forma un complesso con una subunità regolatoria chiamata Ddc2 (ATRIP nell'uomo). In caso di danno al DNA, sono esposti grandi tratti di DNA a filamento singolo (ssDNA), che vengono rapidamente ricoperti dalla proteina di replicazione A (RPA). Mec1-Ddc2 riconosce questi tratti di ssDNA-RPA e si accumula in questi siti per avviare meccanismi di riparazione.

Deshpande e colleghi hanno ora risolto la struttura 3-D dell'N-terminale Ddc2 in associazione con parte di RPA fornendo così dati strutturali sul legame tra RPA e Mec1, che fino a quel momento era stato inafferrabile. Abbiamo ottenuto una struttura co-cristallina ad alta risoluzione dell'N-terminale Ddc2 insieme a una subunità di RPA, Deshpande ha spiegato. Con questi dati, potremmo mostrare che Ddc2 forma omodimeri e lega RPA dal suo N-terminale. interessante, la nostra struttura Ddc2-RPA è l'anello mancante tra due strutture precedentemente pubblicate, e questo ci permette di assemblare un modello strutturale composito in scala di Mec1-Ddc2 su ssDNA-RPA nei siti di danno al DNA.

Il Ddc2 N-terminale non solo facilita l'interazione di Mec1 con RPA, ma funziona anche come distanziatore per la chinasi Mec1. Deshpande spiega:L'N-terminale allungato Ddc2 consente al grande modulo della chinasi Mec1 di muoversi senza incontrare il DNA danneggiato né i macchinari di riparazione che lavorano sulla lesione. Inoltre, lo spaziatore Ddc2 può consentire a Mec1 di fosforilare più substrati spazialmente distinti pur rimanendo legato al sito del danno al DNA. Puoi pensare al Ddc2 N-terminale come al collo di una giraffa che consente alla giraffa di raggiungere l'erba sul terreno e le foglie su un albero alto.

La corretta attività di Mec1-Ddc2 è importante per tutti i tipi di riparazione del danno al DNA. Però, i dati funzionali di Deshpande e colleghi indicano che l'N-terminale Ddc2 è particolarmente importante per la sopravvivenza cellulare dopo il danno al DNA causato dalla luce UV. Il nostro modello suggerisce che il semplice reclutamento di Mec1-Ddc2 a ssDNA può contribuire alla sua omodimerizzazione e quindi all'attivazione del complesso Mec1-Ddc2, spiega Deshpande.

Inoltre, Susan Gasser sottolinea "che questa è stata una meravigliosa collaborazione tra il mio laboratorio e la struttura della FMI, permettendoci di passare dalla struttura alla funzione."