DNA损伤修复相关重要功能蛋白质复合物的结构生物学研究

真核生物DNA损伤修复系统是保证细胞正常行使生理功能，维持物种遗传信息完整、准确延续的关键生理机制。但由于参与该过程的的效应因子众多、相互作用关系非常复杂，体系内各组件的精确运作模式及分子机理一直未能得以阐明。项目申请人以真核生物DNA损伤复制后无错修复系统功能复合物Shu-complex及DNA链间交联修复系统FANCM蛋白相关复合物为研究核心，通过结构生物学、生物化学、细胞生物学及其他生物物理学技术手段，对各复合物整体及多种蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA亚复合物的三维结构、相互作用关系及组装时相等科学问题展开深入研究。本项目的开展不但有助于加深对复制后无错修复机制及范可尼贫血损伤修复通路分子机理的认识和理解，还可为人类相应损伤修复系统功能缺陷引发的各类疾病的机制研究提供重要的理论基础。

DNA损伤应答是保证真核生物遗传物质完整、正确传承，保护细胞免受机体内外各种DNA损伤因素侵扰，避免细胞功能失调及癌变的重要生理过程。但是由于该体系效应蛋白质及其复合物数量巨大，相互作用关系复杂，迄今为止各类DNA损伤修复及信号传递系统的精细分子相互作用机理大多尚不清楚。针对这一研究现状，项目负责人及所领导的研究团队通过结构生物学特别是蛋白质晶体学手段，着重关注在人体细胞、酵母及大肠杆菌中当DNA损伤造成复制叉停滞后，不同类型细胞是如何重启复制叉并完成损伤修复的分子机制。在本项目研究过程中，我们通过测定并分析DNA损伤修复及信号传递过程中Csm2-Psy3、MHF1-MHF2、FANCM-MHF1-MHF2、MHF1-MHF2-DNA、FANCM-FAAP24、FANCM-FAAP24-DNA六种蛋白质-核酸及蛋白质-蛋白质复合物晶体结构，结合生化与分子生物学、细胞生物学等方法，揭示其蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA相互作用关系，阐明了上述DNA复制叉停滞重启定位识别机制的分子机理。上述研究结果大大加深了我们对于DNA损伤修复过程中蛋白质-DNA及蛋白质-蛋白质相互作用及别构调节机制的了解，为深入理解DNA损伤引发的复制叉停滞重启过程提供了重要线索。相关研究结果已发表SCI论文35篇，向PDB数据库中提交蛋白质三维结构46个，同时依托课题研究工作培养博士生12人，圆满完成项目计划任务。