聚(ADP-核糖)糖化酶
ADP-核糖聚合物的合成和快速周转是细胞对 DNA 损伤的直接反应。一旦通过 PARP( 173870 ) 合成,聚合物就会在聚(ADP-核糖) 糖水解酶(PARG) 的作用下迅速翻转并转化为游离 ADP-核糖。
▼ 克隆与表达
通过基于牛 PARG 的部分蛋白质序列的简并引物 PCR,Lin 等人(1997)分离的牛PARG cDNA。该蛋白质的计算分子量为 111 kD,几乎是从牛胸腺中分离的 59-kD 酶活性 PARG 大小的两倍。通过对表达 PARG 的细菌提取物的活性凝胶分析,作者确定 cDNA 编码的蛋白质约为 115 和 59 kD。较大的蛋白质对蛋白水解敏感,产生约 59 kD 的蛋白质。具有酶活性的 59-kD PARG 对应于蛋白质的 C 端部分。作者提出蛋白水解解释了在牛胸腺制剂中存在分子量约为 74 和 59 kD 的 PARG 活性,以及先前关于豚鼠肝脏和人胎盘中 74 kD PARG 的报道。利用牛 cDNA 的序列,他们搜索了序列数据库并鉴定了人和大鼠的 PARG cDNA。
▼ 生化特征
晶体结构
斯莱德等人(2011)表明丝状真菌和许多细菌具有不同形式的 PARG,它具有人类 PARG 酶的所有主要特征。斯莱德等人(2011)提出了第一个 PARG 晶体结构(源自细菌 Thermomonospora curvata),这表明 PARG 催化结构域是普遍存在的 ADP 核糖结合大结构域家族的一个遥远成员。T. curvata PARG 与 ADP-核糖和 PARG 抑制剂 ADP-HPD 复合的高分辨率结构,辅以生化研究,使作者能够提出 PARG 结合和催化的模型。
▼ 基因功能
聚(ADP 核糖) 聚合酶 PARP1( 173870 ) 和凋亡因子 AIF(AIFM1; 300169 ) 是凋亡信号级联的成员。安德拉比等人(2006)和Yu 等人(2006)证明 PARP1 活性通过其产物聚(ADP 核糖)(PAR)聚合物诱导细胞死亡。安德拉比等人(2006)表明 Parg 或磷酸二酯酶-1 对 PAR 聚合物的降解(参见 PDE1A,171890)可防止培养的神经元中 PAR 聚合物诱导的细胞死亡,并且小鼠中 Parg 表达的增加减少了大脑中动脉闭塞后缺血引起的损伤。于等人(2006)表明 Parg 阻止了小鼠皮层神经元线粒体中 Parp1 依赖性 Aif 的释放,并阻止了其在细胞核中的积累。
▼ 测绘
通过荧光原位杂交,Ame 等人(1999)将PARG基因对应到人类染色体10q11.23和小鼠染色体14B。
▼ 动物模型
花井等人(2004)描述了果蝇中的功能丧失突变体。该突变体缺乏poly(ADP-核糖) 糖水解酶的保守催化结构域,并且与正常发育温度25 摄氏度的幼虫阶段的致死率有关。然而,四分之一的突变体在 29 摄氏度时进展到成年阶段,但表现出进行性神经退行性变,运动活动减少,寿命短。与此相关,可以在中枢神经系统中检测到聚(ADP-核糖)的大量积累。这些结果表明,聚(ADP-核糖)代谢是维持神经元细胞正常功能所必需的。花井等人(2004)表明在 Parg 突变体中观察到的表型可能有助于了解神经退行性疾病,例如阿尔茨海默病和帕金森病,这些疾病是由神经组织中物质的异常积累引起的。