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两种展示光解酶分离物如何利用光修复受损 DNA 的方法

导读 两个生物研究小组开发了类似的过程来演示光裂合酶分离物如何利用光来修复受损的 DNA。在发表在《科学》杂志上的论文中,两个小组概述了他

两个生物研究小组开发了类似的过程来演示光裂合酶分离物如何利用光来修复受损的 DNA。在发表在《科学》杂志上的论文中,两个小组概述了他们捕捉动作细节的定格动画类型的过程。

巴黎综合理工学院的 Marten Vos 在同一期期刊上发表了一篇 Perspectives 文章,概述了许多非哺乳动物中通过一种名为光裂解酶的蛋白质修复 DNA 的一般方法,以及两个研究小组开发的程序一步步捕捉它是如何发生的。

先前的研究表明,许多动物(尽管大多数不是哺乳动物)已经进化出一种修复被紫外线辐射损坏的 DNA 的过程——一种称为光裂合酶的蛋白质分离受损的 DNA,然后利用与光子相关的能量进行修复。虽然这个过程已被普遍理解,但所涉及的步骤仍然是个谜。在这两项新研究中,两个团队都开发了一种捕捉瞬间动作的方法,在某些方面类似于用于制作电影的定格动画技术。

这两个过程都是从这样的认识开始的:紫外线对 DNA 的损伤通常会导致一些将两条链结合在一起的碱基对断裂。当这种情况发生时,相邻的对会与其他断裂的链结合,从而阻止 DNA 自我修复

在第一项研究中,一个大型国际团队使用时间分辨晶体学实验来捕捉正在发生的动作。在第二项工作中,另一个大型国际研究团队使用了涉及时间分辨晶体学和计算分析的组合方法来捕获该过程。

当光解合酶开始工作时,两个团队都能够通过向光解合酶发射激光来记录该过程。然后,每个小组发送 X 射线脉冲,以捕捉每一步的动作。他们发现光裂合酶的一部分形成了V,使其能够捕获光子及其能量。

该能量被用来将 V 倒置,然后将电子转移到受损的 DNA 链上,从而破坏了不需要的键。这释放了一个电子,使光裂合酶回到其直立的 V 位置,使其能够通过重新连接碱基对来帮助先前断裂的链之间形成新的键。

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