参与DNA双链断裂修复的蛋白磷酸酶的功能鉴定

由蛋白质激酶和蛋白质磷酸酶介导的蛋白质可逆性磷酸化是大多数细胞活动中最常见的调控机制，包括DNA损伤应答（DDR）。DDR机制与癌症的发生、发展、治疗预后密切相关。DNA双链断裂(DSB )是DNA损伤类型中最为严重和致命的一种。对于参与DSB修复的蛋白磷酸酶及其底物的研究很少。我们实验室从2000年从事DDR的机制研究、2006年起侧重于磷酸酶在DSB修复中的功能研究。我们最近发现蛋白磷酸酶PP6参与DSB修复。本申请将用分子、细胞及鼠基因敲除等手段探讨PP6参与DSB修复及致癌的分子机制，并在全基因组水平筛选、鉴定参与DSB修复的蛋白磷酸酶群。该项目的完成将进一步明确DSB修复的分子机理，为开发针对蛋白磷酸酶的抗肿瘤药物打下基础。

基因组DNA不间断地受到众多外界环境因素和生物体内部因素的攻击而被损伤。我们机体进化出一套DNA损伤应答（DDR）的保护机制来维持基因组DNA的稳定性和完整性。DDR基因缺陷是许多人类疾病，尤其是癌症和衰老的主要致病因素。从另一方面来看，DDR是癌症治疗主要手段如放射治疗和大多数化学治疗的作用机制。因此，对DDR机制的透彻研究不仅有助于阐明癌症/衰老的发生和发展的分子机制和细胞耐药的分子机制，同时对疾病的临床治疗具有指导意义，也为开发新的药物奠定坚实的生物学基础。超过200种的蛋白质翻译后修饰赋予蛋白质功能的多样性，精细调控各种细胞功能，包括DDR。最常见的翻译后修饰包括可逆的磷酸化修饰（由蛋白激酶介导的磷酸化修饰和由蛋白磷酸酶介导的去磷酸化修饰）和泛素化修饰（由E3连接酶介导的泛素化修饰和由去泛素化酶介导的去泛素化修饰）。DNA双链断裂(DSB)是 DNA损伤类型中最为严重和致命的一种。对于参与DSB修复的蛋白磷酸酶及其底物的研究很少。我们实验室从2000年从事DDR的机制研究、2006年起侧重于磷酸酶在DSB修复中的功能研究。在本项目执行期间，我们阐释了多个磷酸酶（PP6、PP4、PPM1D）、去泛素化酶（USP20）调控DNA损伤应答及基因组稳定性维持的作用机制，合成、筛选、鉴定了多个靶向DNA损伤应答（包括细胞周期）喹唑啉衍生物，这些化合物可能成为抗癌先导化合物；我们以通信/共同通信发表了17篇高水平论文，获得4项化学小分子专利授权；我们5次组织了DNA修复领域的高水平国际研讨会，为DNA Repair专业杂志组织了中国专辑，不仅有效地向国际同行展示了我国在该领域的崛起，也促进了我国在该领域的快速发展；我们组织编写了《肿瘤生物学导论》（科学出版社）高级科普读本，为大众科普癌症和防癌知识。