参与DNA损伤修复的SLX1-SLX4及MHF复合物的结构与功能研究

DNA损伤的修复对于维持基因组的稳定是必需的，DNA损伤修复机制的缺陷是多种严重疾病的原因。对于DNA双链断裂来说，同源重组修复是一种很重要的修复方式。在此修复过程中，将产生一对称为"Holliday Junction"的DNA结构，解开这种结构修复过程才能最终完成。本课题计划研究的SLX1-SLX4复合物和MHF复合物均在Holliday Junction的解开过程中发挥作用。SLX1-SLX4复合物是一种HJ解离酶，通过对称切割HJ结构中的两条DNA单链解开HJ结构。MHF复合物结合FANCM，帮助其特异识别DNA分支结构，通过FANCM的解旋酶和拓扑异构酶活性，以及激活FANC/BRCA修复途径，打开成对的HJ结构，完成DNA双链断裂的同源重组修复过程。本课题计划分别测定SLX1-SLX4复合物和MHF复合物的晶体结构，并以结构研究为切入点，研究其作用机制。

MHF复合物和SLX1-SLX4复合物通过参与Holliday Junction DNA的解离作用在DNA损伤修复过程中发挥重要作用。我们克隆了人MHF1和MHF2基因，并利用大肠杆菌重组表达系统实现了高效表达。以共表达方式组装了MHF复合物，并纯化得到了可用于结晶的复合物。成功结晶了MHF1-MHF2复合物，衍射分辨率达到1.8Å。制备了硒代蛋白晶体，用单波长反常散射法解析了其晶体结构。解析的晶体结构显示，MHF1和MHF2的结构均为典型的Histone fold，并且两者也以与H3-H4二聚体类似的结合方式形成二聚体。通过分析晶体堆积，发现两个MHF二聚体可以形成一个异源四聚体，其形成方式与H3-H4异源四聚体的形成方式类似。在SLX1-SLX4复合物方面，我们克隆表达了酿酒酵母SLX1和SLX4 C端结构域（CTD），以共表达方式成功组装了SLX1-SLX4CTD复合物，并纯化得到了可用于结晶的复合物样品。成功得到了复合物晶体，采用单波长反常散射法解析了晶体结构。我们目前正在进行相关的生化实验，并尝试解析SLX1-SLX4CTD与Holliday Junction DNA复合物的晶体结构，以揭示SLX1-SLX4复合物催化Holliday Junction DNA解离的催化机理。