长片段碱基切除修复中瓣状内切核酸酶1与DNA聚合酶β的相互作用：机制的新方面

哺乳动物的碱基切除修复（BER）是纠正小型DNA碱基损伤的主要修复途径。BER通过两条亚途径进行：短片段修复（或单核苷酸修复）和长片段修复（分别为SP-BER和LP-BER）。在LP-BER中，DNA聚合酶β（Polβ）进行链置换合成，生成一个5′-瓣状结构，该结构随后由瓣状内切核酸酶1（FEN1）切除。为了确定能够“开启”FEN1活性的确切DNA中间体，我们分析了FEN1在Polβ生成的DNA中间体中的切割位置。为同时检测Polβ催化的引物延伸产物和FEN1的切割产物，我们采用了在上游和下游引物上分别标记荧光基团的DNA结构。我们的数据表明，FEN1能够高效作用于含有一个或多个平衡核苷酸的DNA。FEN1结合于引物3′端的平衡核苷酸，并对其进行探测，以确认是否存在3′-OH基团。切割点位于该引物3′端平衡核苷酸的正对面。随后消除平衡区域，使可连接结构得以恢复，从而限制进一步的链置换合成。由于两种酶生成的产物组呈镜像对称关系，我们提出，Polβ的暂停使FEN1能够加入Polβ-DNA复合物。我们的研究表明，FEN1与Polβ之间的协同作用是通过平衡核苷酸区域的生成与消除实现的，而不是通过“缺口平移”机制实现的。平衡区域的长度取决于dNTP浓度，这提示LP-BER修复片段的大小可能在S期与细胞周期的其余阶段之间存在差异。

哺乳动物的碱基切除修复（BER）是纠正小型DNA碱基损伤的主要修复途径。BER通过两条亚途径进行：短片段修复（或单核苷酸修复）和长片段修复（分别为SP-BER和LP-BER）。在LP-BER中，DNA聚合酶β（Polβ）进行链置换合成，产生一个5′-瓣状结构，该结构随后由瓣状核酸内切酶1（FEN1）切除。为确定能够“启动”FEN1活性的确切DNA中间体，我们分析了Polβ生成的DNA中间体中FEN1的切割位置。为同时检测Polβ催化的引物延伸产物和FEN1的切割产物，我们采用了在上游和下游引物上分别标记荧光基团的DNA结构。我们的数据表明，FEN1能够高效作用于含有一个或多个平衡核苷酸的DNA。FEN1结合于引物3′端的平衡核苷酸，并对其进行探测，以确认是否存在3′-OH基团。切割点正好位于与引物3′端平衡核苷酸相对的位置。随后，平衡区域被去除，恢复了可连接的结构，从而限制了进一步的链置换合成。由于两种酶生成的产物组呈镜像对称性，我们提出，Polβ的暂停使FEN1得以加入Polβ-DNA复合物。我们的研究表明，FEN1与Polβ之间的协同作用是通过平衡核苷酸区域的生成与消除实现的，而不是通过“缺口平移”机制实现的。平衡区域的长度取决于dNTP浓度，这提示LP-BER修复片段的大小可能在S期与细胞周期的其余阶段之间存在差异。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.22.753423v1?rss=1

🏷️ 碱基切除修复 长片段修复 DNA聚合酶β 瓣状内切核酸酶1 DNA链置换合成