聚合（ADP-核糖）聚合酶1

染色质相关酶聚（ADP-核糖）聚合酶（ADPRT; EC 2.4.2.30）使用NAD作为底物来催化ADP-核糖向多种核蛋白受体的共价转移以及随后向其中的60起始部分的80 ADP-核糖单元。主要变成聚（ADP-核糖基）的核蛋白包括核小体核心组蛋白，组蛋白H1（参见142711），HMG蛋白（参见163910）以及拓扑异构酶I（126420）和II（参见126430））。细胞修复需要ADP核糖基转移酶。该酶的抑制剂增强了有害物质的致死作用。在修复过程中，NAD +被消耗，并且电池中NAD +的含量减少。伴随地，核蛋白被ADP-核糖基化。该酶是由DNA中的单链断裂所诱导的，而DNA是反应的共底物（Alkhatib等，1987）。

细胞遗传学位置：1q42.12
基因座标（GRCh38）：1：226,360,690-226,408,092

▼ 克隆和表达
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Alkhatib等（1987）从人肝癌λ文库分离了该酶的cDNA克隆，并研究了其表达。Kurosaki等人使用基于聚（ADP-核糖）的部分氨基酸序列的合成寡核苷酸探针（1987）分离并测序了该酶的cDNA克隆。开放解读码组编码1,013个氨基酸残基的蛋白质，分子量为113,203 Da。

▼ 基因功能
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Loetscher等（1987）提出聚（ADP-核糖）可能标志着染色质代谢条件的改变。他们的发现是，哺乳动物细胞中染色质蛋白的翻译后聚（ADP-核糖）修饰的组成水平与NAD的可用性有关，NAD的可用性因不同的生理和病理状态而异。

ADP-核糖基化是蛋白质的真核翻译后修饰，其通过DNA链断裂的存在强烈诱导，并在DNA修复和细胞从DNA损伤中的恢复中发挥作用。Grube和Burkle（1992）发现聚（ADP-核糖）聚合酶或PARP的活性和寿命之间存在很强的正相关性（r = 0.84; P远远小于0.001），而人类细胞则表现出大约5倍的正相关性大鼠细胞的活性。研究的细胞是单核白细胞。Grube和Burkle（1992）提出更高的聚（ADP-核糖基）化能力可能有助于有效维持基因组完整性。

Yu等（2002）证明PARP1激活是细胞凋亡诱导因子（AIF；300169）从线粒体向细胞核转移所必需的，并且AIF对于依赖PARP1的细胞死亡是必需的。N-甲基-N-prime-硝基-N-亚硝基胍，过氧化氢和NMDA诱导AIF易位和细胞死亡，这可以通过PARP抑制剂或PARP1的基因敲除来预防，但与半胱天冬酶无关。显微注射AIF抗体可防止PARP1依赖性细胞毒性。Yu等（2002年）得出的结论是，他们的数据支持一种模型，其中PARP1激活信号从线粒体释放AIF，从而导致不依赖半胱天冬酶的程序性细胞死亡途径。

使用来自恶性细胞系的培养的人类细胞，Nicholson等（1995）证明，PARP在凋亡开始时被半胱天冬酶-3（CASP3 ; 600636）蛋白水解切割，他们称其为popain。此外，他们表明抑制载脂蛋白介导的PARP裂解可减弱体外细胞凋亡。

Tomoda等（1991）发现与反应性增生性疾病相反，恶性淋巴瘤显示出mRNA水平所证明的聚（ADP-核糖）合成酶的表达增加。

Cohen-Armon等（2004）发现聚（ADP-核糖）聚合酶-1在神经元中被激活，该神经元介导海藻中几种形式的长期记忆。因为实际上所有真核细胞中核蛋白的聚（ADP-核糖基）化都是对DNA损伤的响应，所以令人惊讶的是，聚合酶的激活在学习过程中发生，并且是长期记忆所必需的。Cohen-Armon等（2004年）提出，通过聚（ADP-核糖基）化快速而短暂的染色质结构解聚可以实现形成长期记忆所需的转录，而不会导致DNA链断裂。

Vasquez等（2001）将PARP基因包括在他们的候选基因列表中以增强基因定位。Smithies等人开发的通过同源重组的基因靶向（1985），Thomas等（1986）和Thomas and Capecchi（1987）在基因结构和功能的研究中被证明具有很高的价值，并为基因治疗应用提供了潜在的工具。限制该技术的局限性是哺乳动物细胞中同源重组的速率低以及载体DNA的随机（非靶向）整合率高。Vasquez等（2001年）在目前对重组机制和机制的理解框架内，考虑了克服这些局限性的可能方法。数项研究表明，重组蛋白水平的瞬时改变（通过过度表达或干扰表达）可能能够增加同源重组或降低随机整合。

几个PARPs定位于脊椎动物细胞中的纺锤体，表明PARPs和/或聚（ADP-核糖）（PAR）在纺锤体功能中起作用。Chang等（2004年）表明PAR丰富于主轴，是主轴功能所必需的。PAR水解或微扰导致纺锤结构快速破坏，纺锤组装过程中的水解阻止了双极纺锤的形成。PAR的定位动力学不同于已知的纺锤体蛋白，并且与纺锤体中较低的周转率一致。因此，Chang等（2004年）得出结论，PAR是双极纺锤体组装和功能所需的纺锤体的非蛋白质，非染色体成分。

Kim等（2004）描述了PARP1的核小体结合特性，其促进了紧密的，转录抑制的染色质结构的形成。PARP1以特定的方式绑定到核小体和通过NAD（+）依赖的自动修饰调节染色质结构，而不修饰核心组蛋白或促进核小体的拆卸。PARP1的自修饰活性被核小体强烈刺激，导致PARP1从染色质中释放出来。聚（ADP-核糖）糖水解酶（PARG; 603501）逆转了PARP1的NAD（+）依赖性活性）并被ATP抑制。在体内，PARP1的掺入与转录抑制的染色质结构域相关，而染色质染色质结构域在空间上与组蛋白H1抑制结构域和活跃转录区均不同。Kim等（2004年）得出结论，PARP1通过其固有的酶促活性既充当染色质的结构成分，又充当染色质结构的调节剂。

帕夫里等（2005）确定PARP1是HeLa细胞中视黄酸（RA）依赖性转录所必需的，并且转录需要PARP1与介体复合物的直接相互作用（参见MED6；602984）。相互作用不需要PARP1的C末端催化域。通过染色质免疫沉淀的小鼠胚胎癌细胞系，Pavri等（2005年）发现Parp1定位于小鼠Rarb2基因的RA反应性启动子（RARB；180220）。Parp1是激活介质复合物和从Rarb2启动子转录所必需的。帕夫里等（2005）还发现Parp1在关联TFIID之前的某个步骤起作用（请参见313650）和具有启动子序列的介体。

布赖恩特等（2005）显示PARP抑制剂触发γ-H2AX（见601772）和RAD51（179617）灶形成。他们提出，在没有PARP1的情况下，自发的单链断裂会破坏复制叉，并触发同源重组进行修复。此外，科比等（2005）显示，由于缺乏BRCA2（600185）同源重组，它们对PARP抑制剂具有极高的敏感性，这可能是因为合成的折叠叉无法修复。因此，PARP1活性在同源重组缺陷型BRCA2突变细胞中至关重要。布赖恩特等（2005年）为了仅通过PARP抑制杀死BRCA2缺陷的肿瘤，就利用了这一要求。用PARP抑制剂治疗可能具有高度的肿瘤特异性，因为只有BRCA2杂合患者中的肿瘤（BRCA2为空）在同源重组方面存在缺陷。布赖恩特等（2005年）得出结论，在没有外源DNA破坏剂的情况下，仅使用DNA修复酶抑制剂选择性杀死肿瘤代表了癌症治疗的新概念。

农夫等（2005）显示，BRCA1（113705）或BRCA2功能异常出乎意料，并深刻地使细胞对PARP酶活性的抑制作用敏感，从而导致染色体不稳定，细胞周期停滞和随后的细胞凋亡。这似乎是因为对PARP的抑制导致通常通过同源重组修复的DNA损伤的持续存在。农夫等（2005）的结论是，他们的结果说明了不同的途径如何协同修复损伤，并表明针对特定DNA修复途径的靶向抑制可能允许设计针对癌症的特异性且毒性较小的疗法。

Andrabi等（2006）和Yu等（2006）证明了PARP1活性的产物，聚（ADP-核糖）（PAR）聚合物，介导了PARP1诱导的细胞死亡。Andrabi等（2006年）表明，单独的PAR聚合物可以以半胱天冬酶和Parp1孤立的方式诱导原代小鼠皮质神经元的细胞死亡。PAR糖水解酶（PARG; 603501）或磷酸二酯酶-1（参见PDE1A，171890）降解PAR聚合物可防止PAR聚合物诱导的神经元细胞死亡，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。Yu等（2006年）结果表明，PAR聚合物是细胞死亡信号，它诱导线粒体小鼠皮质神经元释放Aif并诱导其向核的转运。他们还表明，Parg阻止了依赖于Parp1的Aif释放。此外，具有降低的Aif水平的细胞对Parp1依赖的细胞死亡和PAR聚合物的细胞毒性有抵抗力。

凋亡控制着大脑发育过程中神经元的最终数量。绿川等（2006年）发现小鼠Kif4（300521）是一种基于微管的分子运动，它通过与Parp1直接相互作用来调节幼年神经元的凋亡。Kif4的C末端域抑制了Parp1的酶活性。当神经元被膜去极化刺激时，由Camk2介导的钙信号传导（见114078）诱导Kif4从Parp1分离，导致Parp1活性上调，从而支持神经元存活。从Parp1解离后，Kif4从细胞核进入细胞质，并以微管依赖性方式移动到神经突的远端。绿川等（2006年）结论认为，KIF4通过调节脑发育过程中的PARP1活性来控制有丝分裂后神经元的活性依赖性存活。

Krishnakumar等（2008）使用基因组学和基因特异的方法显示组蛋白H1和PARP1这两个因子在许多RNA聚合酶II转录的启动子上表现出染色质结合的倒数模式。在这些启动子上PARP1富集，而H1耗尽。这种结合模式与主动转录的基因有关。此外，Krishnakumar等（2008年）表明，PARP1的作用是将H1从一部分PARP1刺激的启动子中排除，这表明PARP1和H1在核小体结合水平上存在功能相互作用。因此，Krishnakumar等（2008年）得出结论，尽管H1和PARP1在体外具有相似的核小体结合特性和对染色质结构的影响，但它们在确定体内基因表达方面具有独特的作用。

“合成致死性”作为癌症的治疗方法是指这样一种事件，其中肿瘤细胞死亡是由2种原本非致死事件的致死协同作用导致的。方等（2009年）使用这种模型来治疗具有纯合缺失肿瘤抑制基因BRCA1（113705）或BRCA2（600185）的乳腺癌细胞。）与PARP抑制剂结合使用，导致选择性肿瘤细胞毒性的诱导和正常细胞的保留。该方法旨在通过缺乏同源重组的双链DNA修复来抑制细胞中PARP介导的单链DNA修复，从而导致未修复的DNA断裂，DNA缺陷的积累和细胞死亡。杂合BRCA突变细胞保留同源重组功能，不受PARP抑制作用。在体外，缺乏BRCA1的和缺乏BRCA2的细胞对PARP抑制的敏感性比野生型细胞高1000倍，并且在缺乏BRCA2的异种移植物中也证明了肿瘤的生长抑制。方等（2009年）报道了口服活性PARP抑制剂olaparib（AZD2281或KU-0059436）在60例主要患有乳腺癌或卵巢癌的患者中进行的1期临床试验（612555；604370）），包括22个BRCA突变携带者和1个可能是突变携带者但拒绝进行基因检测。仅在已确认的BRCA1或BRCA2突变携带者中观察到持久的客观抗肿瘤活性；没有已知BRCA突变的患者未观察到客观的抗肿瘤反应。19例患有卵巢癌，乳腺癌或前列腺癌的BRCA携带者中，有12例（63％）表现出奥拉帕尼治疗具有放射学或肿瘤标志物反应或有意义的疾病稳定作用的临床获益。该药物具有可接受的副作用，并且不具有通常与常规化学疗法相关的毒性作用。方等（2009年）得出结论，PARP抑制在BRCA突变携带者中具有抗肿瘤活性。

在受到氧化应激的哺乳动物细胞中，毛等人（2011）显示SIRT6（606211）被募集到DNA双链断裂的位点并通过非同源末端连接和同源重组刺激双链断裂修复。毛等（2011年）得出的结论是，他们的结果表明SIRT6与PARP1和赖氨酸残基521上的单ADP-核糖基化PARP1物理缔合，从而刺激PARP1聚ADP-核糖基化酶活性并增强氧化应激下的双链断裂修复。

Doege等（2012）描述了体细胞重编程的早期且必不可少的阶段，在诸如NANOG（607937）和ESRRB（602167）的内源多能性基因座诱导转录之前。多能性因子OCT4（164177），SOX2（184429），KLF4（602253）和MYC（190080）（统称为OSKM）转导后第4天，诱导多能干细胞（iPSC）产生必需的2个表观遗传修饰因子，即PARP1和TET2（612839），被招募到NANOG和ESRRB基因座。这些表观遗传修饰因子似乎在体细胞重编程过程中的早期表观遗传标记的建立中具有互补作用：PARP1在调节5-甲基胞嘧啶（5mC）修饰中起作用，而TET2对于5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）的早期生成至关重要由5mC氧化。虽然5hmC的已经提出了主要用作在5MC脱甲基化的中间产物以胞嘧啶在某些情况下，Doege等（2012年）得出的结论是，他们的数据以及对TET2突变型人类肿瘤细胞的研究都主张5hmC作为不同于5mC的表观遗传标记起作用。与此相一致，早期建立组蛋白修饰（分别代表多能性位点处的活化染色质状态）分别需要PARP1和TET2，而PARP1的诱导进一步促进了对OCT4重编程因子的可及性。Doege等（2012年）得出结论，他们的发现表明PARP1和TET2有助于表观遗传程序，该程序在体细胞重编程期间指导多能性位点的后续转录诱导。

Sajish和Schimmel（2015）表明白藜芦醇通过与TYRRS的活性位点结合（603623），使其催化活性无效，并将TYRRS重定向至核功能，刺激了PARP1的NAD（+）依赖型自动聚ADP-核糖基化。。关键应激信号通路的下游激活与TYRRS-PARP1-NAD +协作有因果关系。这种合作在小鼠中也得到了证实，并且在体内被白藜芦醇取代的酪氨酰腺苷酸类似物特异性阻断。Sajish和Schimmel（2015）得出的结论是，与通过选择性剪接事件消除活性位点而产生的功能多样的tRNA合成酶催化空位相反，未剪接的TYRRS催化空位揭示了白藜芦醇生理机制的新型PARP1-和NAD（+）依赖性。

Gibbs-Seymour等（2016）发现，HPF1（616614）相互作用与PARP1，并且更弱，与PARP2（607725）。HPF1以需要PARP1但不需要PARP1催化活性的方式募集到激光照射的U2OS细胞中的DNA损伤中。通过CRISPR / Cas9敲除293T细胞中的HPF1不会将PARP1募集改变为DNA损伤位点，但会提高PARP1的自动ADP-核糖基化并降低组蛋白ADP-核糖基化。对PARP1催化活性的抑制将PARP1和HPF1都捕获在DNA损伤部位。突变分析表明，PARP1的催化结构域与HPF1的C末端结构域相互作用，并且相互作用需要HPF1的tyr238和arg239。Gibbs-Seymour等（2016年）结论是，HPF1调节PARP1活性以最大化核心组蛋白的ADP-核糖基化并限制PARP1的自动ADP-核糖基化。

使用人细胞系，吉布森等（2016）发现PARP1与负延伸因子（NELF）复合体的亚基ADP核糖化的NELFE（RDBP; 154040）相互作用，并通过RNA Pol II促进启动子近端暂停。NELFA亚基（WHSC2；606026）也被ADP核糖化。NELFE的ADP核糖基化消除了NELF结合RNA的能力，并从NELF依赖性暂停中释放了Pol II。人细胞系中PARP1的耗尽或抑制，或NELFE上ADP-核糖基化位点的突变，都会促进Pol II暂停。NELFE的ADP核糖基化取决于PTEFB先前对NELFE的磷酸化作用（请参见603251）。吉布森等（2016年）结论认为，磷酸化的NELFE的PARP1依赖性ADP核糖基化对于将Pol II有效释放到生产性延伸中是必需的。

Li等（2017）显示DBC1（607359）结合并抑制PARP1，并且DBC1对PARP1的抑制作用可以通过将NAD +（氧化的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）与DBC1 的Nudix水解酶（600312）同源域（NHD）结合而消除。作者发现，随着小鼠年龄的增长和NAD +浓度的降低，DBC1与PARP1的结合越来越紧密，导致DNA损伤的积累，这一过程通过恢复NAD +的丰度而迅速逆转。Li等（2017）得出结论，NAD +直接调节蛋白质与蛋白质的相互作用，其调节可能会预防癌症，放射线和衰老。

Maya-Mendoza等（2018）表明，抑制PARP可以增加货叉伸长的速度，并且不会引起货叉失速，这与公认的模型相反，在该模型中，PARP抑制剂会导致货叉失速和倒塌。货叉前进异常加速超过正常速度40％会导致DNA损伤。原发激发涉及的Treslin（TICRR; 613298）或MTBP（605927）蛋白的消耗也使分叉速度提高到可耐受的阈值以上，并诱导DNA损伤反应途径。机械上，Maya-Mendoza等（2018）显示聚（ADP-核糖基）化（PARylation）和PCNA（176740）相互作用子p21Cip1（p21; 116899）是叉子前进的关键调节器。PARylation和p21在PARP1和p53（191170）蛋白协调的协调调控网络中充当叉子速度的抑制剂。此外，在分叉级别，PARylation充当复制压力的传感器。在抑制PARP的过程中，复制叉无法识别导致叉子停滞且通常可以解决或修复的DNA损伤。Maya-Mendoza等（2018）得出结论，复制叉加速发展代表触发复制压力和DNA损伤反应的一般机制。

使用CRISPR筛选来鉴定介导细胞对olaparib（一种临床认可的PARP抑制剂）抵抗的基因和途径，Zimmermann等（2018）确定了一组高可信度的73个基因，这些基因突变后对PARP抑制剂的敏感性增加。除了与同源重组有关的基因的预期富集之外，Zimmermann等人（2003年）（2018）发现，在所有3个基因编码核糖核酸酶H2（RNASEH2A，突变606034 ; RNASEH2B，610326 ;和RNASEH2C，610330）使细胞对PARP抑制敏感，并确定缺乏核糖核酸酶H2的细胞PARP抑制剂超敏性的根本原因是核糖核苷酸切除修复受损。嵌入的核糖核苷酸在缺乏核糖核苷酸切除修复功能的细胞基因组中丰富，是被拓扑异构酶1裂解的底物（126420），导致PARP捕获的损伤阻碍了DNA复制并危及基因组完整性。Zimmermann等（2018）得出的结论是，基因组核糖核苷酸是迄今为止捕获PARP的DNA病变尚未发现的来源，并且在转移性前列腺癌和慢性淋巴细胞性白血病中频繁删除RNASEH2B可能为治疗性利用这些发现提供机会。

Kam等（2018）发现病理性α-突触核蛋白（163890）激活PARP1，聚ADP-核糖（PAR）的产生加速了病理性α-突触核蛋白的形成，导致通过parthanatos的细胞死亡。PARP抑制剂或PARP1的基因缺失可防止病理性α-突触核蛋白毒性。在前馈回路中，PAR将病理性α-突触核蛋白转化为毒性更大的菌株。帕金森氏病患者的脑脊液和脑中PAR水平升高（168601），表明PARP激活在帕金森氏病的发病机理中起作用。

▼ 测绘
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McBride等（1987）得出的结论是，一个大于15至20 kb的大型功能性PARP基因位于1q染色体上，而13和14号染色体上的序列最有可能代表加工后的假基因。这些定位是通过探测来自体细胞杂种的DNA来实现的。

Herzog等（1988）克隆了ADPRT的cDNA，并通过原位杂交将该基因定位于1q21-q22。Herzog等（1989）通过原位杂交将ADPRT基因定位于1q41-q42。Zabel等人使用高分辨率的原位杂交技术（1989）将PPOL本地化为1q41-q42。在所使用的条件下，只能检测到另外一个杂交位点14q22。这可能代表先前已被识别并称为ADPRTP2的假基因。通过非同位素原位杂交，Baumgartner等人（1992）证实功能基因定位于1q42。另外两个杂交峰，一个在13q34处，一个在14q24处，提示了假基因的位置。

PARP假基因

Bhatia等人研究了经过加工的假基因或与ADPRT基因具有广泛同一性的基因（1990），将其对应到13q33-qter。该基因缺失的多态性在黑人中的频率比高加索人高3倍。Bhatia等（1990）建议这种删除可能是几种恶性肿瘤形式的诱发因素。

Lyn等（1993）研究了13q34基因的2-等位基因（A / B）多态性。在患有多发性骨髓瘤的黑人（254500），前列腺癌（176807）和结肠癌（114500）的黑人种系DNA中发现B等位基因频率升高。他们发现A等位基因与1q42编码的PPOL cDNA具有接近的序列相似性（91.8％），并且是无内含子，这表明13q上的基因是经过加工的假基因。他们提出的数据表明，多态性反映了加工后的假基因序列内的193 bp重复，而该重复区域的缺失则是B基因型的特征。娃娃等（1996）证实了美洲黑人的前列腺癌与13号染色体上的假基因位点（它们象征PADPRP）的等位基因之间的关联。13q33-q34区的两个基因被认为是前列腺癌的潜在候选者：ERCC5（133530）和RAP2A（179540）。

▼ 基因结构
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Auer等（1989）证明PARP基因是43 kb长和分裂成23个外显子。

▼ 生化特征
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晶体结构

Langelier等（2012）报道了DNA双链断裂的晶体结构与激活所需的人类PARP1结构域（Zn1，Zn3，WGR-CAT）的复合物。PARP1将DNA作为单体参与，与DNA损伤的相互作用将PARP1域组织成一个塌陷的构象，这可能解释了对自动修饰的强烈偏好。Zn1，Zn3和WGR域共同与DNA结合，形成域间接触网络，将DNA损伤界面与催化域（CAT）连接起来。DNA损伤诱导的PARP1构象导致CAT不稳定的结构畸变。Langelier等（2012年）得出结论，CAT蛋白动力学的增加是PARP1依赖DNA的激活机制的基础。

▼ 动物模型
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链脲佐菌素（STZ）选择性破坏胰腺的产生胰岛素的β胰岛细胞，从而提供了I型糖尿病的模型（请参阅222100）。PARP是一种核酶，其DNA链断裂引起的过度活化会耗尽其底物NAD +，然后消除ATP，从而导致能量耗尽导致细胞死亡。Pieper等（1999年）结果表明，经STZ处理的小鼠的胰岛中存在DNA损伤和PARP的主要活化。这些小鼠的血糖升高了5倍，严重胰岛受损。在具有纯合子靶向性Parp缺失的小鼠中，血糖和胰岛结构正常，这表明对STZ糖尿病的保护作用实际上是完全的。部分保护发生在杂合动物中。因此，PARP激活可能参与了I型糖尿病的病理生理，为此，PARP抑制剂可能具有治疗作用。

d'Adda di Fagagna等人使用2种不同的技术（1999年）结果表明，与野生型小鼠相比，缺乏PARP的小鼠表现出端粒缩短。端粒缩短出现在不同的遗传背景和胚胎和成年小鼠的不同组织中。但是，体外端粒酶活性在Adprt1-/-小鼠成纤维细胞中没有改变。此外，小鼠胚胎成纤维细胞的细胞遗传学分析表明，缺乏PARP与严重的染色体不稳定性有关，其特征是染色体融合和非整倍性的频率增加。没有PARP不会影响端粒末端自然存在的单链突出端的存在。因此，这项研究揭示了PARP在端粒长度调节中的意外作用，并提供了其在维持基因组完整性方面的功能的见解。

PARP的耗尽会增加暴露于遗传毒性剂的细胞中重组，基因扩增，姐妹染色单体交换和微核形成的频率，这牵涉到PARP维持基因组稳定性。通过流式细胞仪分析，Simbulan-Rosenthal等（1999）证明了在来自PARP-/-小鼠的永生化成纤维细胞中不稳定的四倍体种群。在其他区域有部分染色体增加。在稳定转染了PARP cDNA的PARP-/-细胞中，染色体增益和四倍体种群均不明显，这表明在重新引入PARP cDNA后具有这些遗传改变的细胞呈阴性选择。这些结果暗示了PARP在基因组稳定性的维持中。

在果蝇幼虫唾液腺中，类固醇应答和应力激活基因（例如Hsp70）（见140550）经历膨化，这是与基因诱导相关的多聚染色质结构的局部松动。Tulin和Spradling（2003）发现，粉扑可吸收高水平的ADP-核糖修饰蛋白，并且需要PARP才能产生正常尺寸的粉扑和受热后产生正常量的Hsp70。Tulin and Spradling（2003年）有人提出，染色体PARP分子会被发育或环境线索激活，并从DNA剥离附近的染色质蛋白以产生粉扑。这种局部松动可能促进转录，并可能暂时使蛋白质复合物更易于修饰，从而促进发育过程中的染色质重塑。

为了理解PARP1裂解的生物学意义，Petririll等人（2004）生成了一个PARP1敲入小鼠模型，其中PARP1的半胱天冬酶裂解位点DEVD（214）被突变，使该蛋白在凋亡过程中对胱天蛋白酶具有抗性。Parp1敲入小鼠对内毒素性休克以及肠道和肾脏缺血/再灌注具有高度抗性，这与靶组织和细胞中炎性反应的降低有关，这是由于特定炎性介质的产生受到损害。尽管核因子κB（见164011）与DNA 正常结合，但在耐半胱天冬酶的PARP1存在下，NFKB介导的转录活性受到损害。Petrilli等（2004年）结论认为，PARP1裂解事件与体内炎症反应的调节在生理上有关。

使用流式细胞仪分析，Ambrose等（2008）证明Parp1-/-小鼠中T细胞和正常B细胞数量增加。由于IgG2a水平降低以及IgA和IgG2b水平升高，基础Ig水平异常。T细胞依赖性抗体反应减少，但T细胞非依赖性反应正常。在体外，激活的Parp1-/-B细胞正常增殖和分泌IgM，但它们向IgG2a的转换减少，而IgA分泌增加。Ambrose等（2008年）得出结论，PARP1在正常T细胞依赖性抗体应答和同种型表达的调节中具有重要作用。

Werner综合征（WS; 277700）是一种罕见疾病，其特征是许多与年龄有关的疾病的过早发作，并且是由RECQL2（604611）基因的突变引起的，据信它与转录，复制的不同方面有关和/或DNA修复。PARP1也参与DNA修复，并且已知会影响多个基因的转录。Deschenes等（2005年）使用微阵列和RT-PCR分析，研究了缺少Recql2和Parp1的小鼠胚胎细胞的表达谱。所有突变细胞均表现出通常响应氧化应激的基因表达改变。在仅具有Recql2或Parp1突变的小鼠细胞中，在双突变小鼠细胞中发现的超过50％的失调基因没有改变。Recql2和Parp1都发生突变时，对基因表达谱的影响大于单个突变基因型的简单添加。此外，双突变培养的小鼠细胞显示出与细胞凋亡，细胞周期控制，胚胎发育，代谢和信号转导有关的基因的主要失调。双突变小鼠胚胎显示出增加的细胞凋亡和发育缺陷，子宫内存活率降低。

通过流式细胞术分析来自Parp1-/-小鼠的胸腺，脾脏和淋巴结，Nasta等人（2010）检测到增加的Cd4（186940）阳性/ Cd25（IL2RA; 147730）阳性/ Foxp3（300292）阳性调节性T淋巴细胞（Tregs）。外周血Tregs增加导致CD4细胞增殖和IL2受损（147680）生产，可通过消耗Cd25阳性细胞来恢复生产。Parp1-/-细胞的Treg抑制功能与野生型相当，表明PARP1影响Treg分化而不是功能。来自Parp1-/-小鼠的幼稚CD4细胞表达的Foxp3水平更高，并且在刺激后将其转化为Foxp3阳性诱导型Treg的细胞比野生型的细胞要多。Parp1缺乏症不会影响到表达Rorgt（602943）的Th17 细胞的转化（参见IL17 ; 603149）。Nasta等（2010）提出免疫应答期间PARP1调节可能诱导更多的功能性Treg。