X射线修复5

人类XRCC5 DNA修复基因与放射敏感性突变体xrs-6互补，该突变体来源于中国仓鼠卵巢细胞，该细胞在DNA双链断裂修复方面存在缺陷，并且无法进行V（D）J重组。XRCC5基因编码Ku自身抗原的80 kD亚基，Ku自身二聚体通过结合DNA双链断裂并通过非同源末端连接（NHEJ）途径促进修复的能力而有助于基因组完整性。

细胞遗传学的位置：2q35
基因组坐标（GRCh38）：2：216,109,347-216,206,292

▼ 克隆和表达
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DNA双链断裂是破坏DNA分子完整性的主要病变。这种损害是通过电离辐射引入的。在啮齿动物细胞中已经鉴定出许多DNA双链断裂修复缺陷的突变体，并将其分为不同的互补组。一组突变体中有缺陷的修复基因被命名为XRCC5。使用微细胞介导的染色体转移方法，Jeggo等（1992）通过转移人类2号染色体实现了仓鼠xrs突变体修复缺陷的互补。通过2号染色体纠正了这些细胞对电离辐射的敏感性及其重新结合辐射诱导的DNA双链断裂的能力，尽管辐射得到了纠正。敏感性只是部分。在仅包含2号染色体长臂的1个杂种中观察到互补。

Taccioli等（1994年）通过遗传和生化方法表明XRCC5是Ku蛋白的80个千达尔顿亚基。Ku结合自由的双链DNA末端，并且是DNA依赖性蛋白激酶的DNA结合成分。因此，Ku蛋白参与DNA修复和V（D）J重组，并且Ku-DNA依赖性蛋白激酶复合物可能在这些相同过程中起作用。有关Ku p70亚基的讨论，请参见152690。

▼ 基因功能
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Tuteja等（1994年）从HeLa细胞中纯化出一种酶，它们称为DNA解旋酶II，一种依赖ATP的DNA解旋酶。他们表明它是72和87 kD多肽的异源二聚体。测序表明它与Ku自身抗原相同。该特定DNA解旋酶II / Ku抗原的专有核位置，其对双链DNA的高度特异性亲和力，其丰度及其独特的DNA双链解旋活性表明该分子在DNA代谢中的其他作用。

Li等（2002）构建了包含Ku86基因座的靶向破坏的人体细胞系。Ku86杂合的人结肠癌细胞单倍体不足，多倍体细胞增加，细胞增殖减少，p53水平升高，对电离辐射略有超敏性。第二个Ku86等位基因的功能失活导致细胞倍增时间大大减少。这些细胞仅能进行有限数量的细胞分裂，然后经历凋亡。这些实验证明，Ku86基因座在人体体细胞培养细胞中至关重要。

Mari等人使用仓鼠细胞（2006年）表明，DNA末端的Ku异二聚体与溶液中的Ku70 / Ku80处于动态平衡状态，这表明NHEJ复合物的形成是可逆的。DNA双链断裂上XRCC4（194363）的积累取决于Ku70 / Ku80的存在，而不取决于PRKDC（600899）。Mari等（2006年）发现XRCC4与Ku70直接相互作用，他们假设XRCC4作为Ku70 / Ku80与LIG4之间的柔性系链（601837）。

Guirouilh-Barbat等（2007）研究了Xrcc4-和Ku80-null XR-1 CHO细胞中的NHEJ，并显示了这些突变的作用差异。由于使用双链断裂远端的微同源性，Xrcc4-null细胞中存在显着的末端连接，但NHEJ的效率却降低了。相反，敲除Ku80几乎不会影响末端连接的效率。然而，在两种突变细胞系中，末端连接的准确性均降低。Guirouilh-Barbat等（2007年）得出结论，KU80 / XRCC4途径是保守的，可以容纳有限互补的末端，但诱变作用有限。

罗伯茨等（2010）证明，在体外和在细胞中，NHEJ准确而有效地修复双链断裂并造成核苷酸损伤需要5-prime-deoxyribose-5-phosphate / apurinic / apyrimidinic（dRP / AP）裂解酶活性。此外，经典定义的NHEJ在将这一最终清洁步骤与细胞连接耦合方面具有独特的功效，有助于将该途径与其他健壮的NHEJ替代途径区分开。NHEJ因子Ku被鉴定为有效的5-prime-dRP / AP裂解酶。以与其他裂解酶相似的方式，Ku通过涉及席夫碱共价中间物与无碱基位点的机理而使无碱基位点的DNA 3-primes形成缺口。罗伯茨等（2010年）结果表明，通过使用细胞提取物，Ku对于有效去除双链断裂附近的AP位点是必不可少的，并且与该结果一致的是，在裂解酶减弱的Ku突变体互补的细胞中，此类断裂的连接被特异性地减少了。虽然先前曾假定Ku只是为了识别目的并招募其他处理目的的因素，但Roberts等人的数据却没有得到证实（2010年）也支持Ku在最终处理步骤中出乎意料的直接角色。

▼ 生化特征
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晶体结构

Walker等（2001年）确定了人类Ku异二聚体的晶体结构，既单独存在，又以2.7和2.5埃的分辨率与55个核苷酸的DNA分子结合。Ku70和Ku80具有共同的拓扑结构，并与围绕双链DNA的预先形成的环形成双对称分子。结合位点可以摇动2个完整的DNA轮回，而仅环绕中央的3-4个碱基对。Ku不与DNA碱基接触，几乎不与糖-磷酸酯骨架接触，但在空间上适合于主要和次要的凹槽轮廓，以便将DNA螺旋定位在穿过蛋白质环的确定路径中。Walker等（2001年）得出结论，这些特征经过精心设计，可以在结构上支持断裂的DNA末端，并在末端加工和连接过程中使DNA螺旋穿过连接相。

▼ 测绘
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Chen等（1992）使用了体细胞杂交的分析和通过荧光原位杂交（FISH）分析的微细胞介导的染色体转移，将XRCC5基因分配给2p。他们得出结论，该位置可能在2p21和2p12之间。对于XRCC5基因的区域定位，Chen等（1994年）在突变背景中构建了一组X射线杂种和一组微细胞介导的2号染色体杂种。这些杂种仅包含人类2号染色体的片段。，他们将XRCC5基因定位于2q35。分离分析进一步证实了该结果，表明分离出与人2q35染色体片段共分离的，具有修复能力的杂种。小池等（1996）将同源基因定位于小鼠1号染色体和大鼠9号染色体。

Blunt等（1995年）组装了包含XRCC5的2q33-q34区域的YAC重叠群。

▼ 动物模型
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Difilippantonio等（2000）证明缺乏Ku80的小鼠细胞显示出染色体畸变的显着增加，包括断裂，易位和非整倍性。尽管观察到染色体不稳定，但Ku80-/-小鼠的癌症发病时间才稍早。p53（191170）的缺失与Ku80协同促进了肿瘤的发生，使得所有Ku80-/-/ p53-/-小鼠都在3个月大时死于弥散的前B细胞淋巴瘤。肿瘤是由涉及IgH和c-Myc的一组特定的染色体易位和基因扩增产生的，让人想起Burkitt淋巴瘤（113970）。Difilippantonio等（2000年）结论是，Ku80是一个看护基因，通过抑制染色体重排的机制维持基因组的完整性。

Couedel等（2004）创建了Rad54（604289）/ Xrcc5双突变小鼠，并确定同源重组和非同源末端连接组分协同修复DNA损伤。双突变小鼠的组织和细胞显示出自发的DNA损伤。作者得出的结论是，即使是轻微的修复缺陷也可能在其他突变的情况下产生深远的影响。