Modell der Reparatur von abasischen DNA-Quervernetzungen; von der Architektur der NEIL3-DNA-Bindungsdomänen bis zum X-Strukturmodell

Kovalente DNA-Interstrang-Quervernetzungen sind toxische DNA-Schädigungen, die die Replikationsmaschinerie blockieren können und genomische Instabilität verursachen. Allgegenwärtige abasische DNA-Stellen sind besonders anfällig für spontane Quervernetzung mit einer Base vom gegenüberliegenden DNA-Strang. Die Erkennung einer Quervernetzung induziert die Ubiquitinierung der DNA-Helikase, die NEIL3 rekrutiert, eine DNA-Glykosylase, die für die Entfernung der Läsion verantwortlich ist. NEIL3 nutzt mehrere Zinkfinger-Domänen, die für seine katalytische NEI-Domänen-Reparaturaktivität unerlässlich sind. Sie rekrutieren NEIL3 zur Reparaturstelle und binden die einzelsträngige DNA. Der molekulare Mechanismus, der ihren Beitrag zum Reparaturprozess zugrunde liegt, ist jedoch unbekannt. Hier berichten wir über die Struktur der Tandem-Zinkfinger-GRF-Domäne von NEIL3 und enthüllen die molekularen Details ihrer Interaktion mit DNA. Unsere biochemischen Daten deuten auf die bevorzugte Bindung der GRF-Domäne an die Replikationsgabel hin. Darüber hinaus haben wir eine Struktur für die katalytische NEI-Domäne im Komplex mit dem DNA-Reaktionszwischenprodukt erhalten, die es uns ermöglichte, ein Modell für das Zusammenspiel zwischen der NEI- und GRF-Domäne bei der Erkennung einer Interstrang-Quervernetzung zu erstellen und zu validieren. Unsere Ergebnisse schlagen einen Mechanismus zur Erkennung der DNA-Replikations-X-Struktur durch NEIL3 vor, einen entscheidenden Schritt bei der Reparatur von Interstrang-Quervernetzungen.