ポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ-1 (PARP-1) 亜鉛フィンガーのDNA結合に関する結晶構造

ポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ-1 (PARP-1) は、Zn1およびZn2の2つのホモログな亜鉛フィンガー ドメインを持ち、さまざまなDNA構造に結合してポリ(ADP-リボース)合成活性を刺激し、PARP-1とクロマチンとの相互作用を仲介します。DNAとの相互作用の構造的基盤は不明であり、PARP-1の調節やDNA修復および転写への関与についての理解を制限しています。ここでは、DNA二本鎖切断と複合体を形成した個々のZn1およびZn2ドメインの結晶構造を決定し、DNAに結合したPARP-1の亜鉛フィンガーの最初の視点を提供しました。Zn1-DNAおよびZn2-DNAの構造は、リン酸ジエステル骨格の連続領域と露出したヌクレオチド塩基の疎水性面を利用する新しい二部構成の配列非依存的DNA相互作用様式を確立します。生化学的および細胞生物学的分析は、Zn1とZn2ドメインが異なる機能を果たすことを示しています。Zn2ドメインはZn1ドメインと比較してDNAに対する高い結合親和性を示します。しかし、Zn1ドメインはin vitroおよびin vivoにおけるDNA依存的PARP-1活性に不可欠ですが、Zn2ドメインは厳密には必要ありません。Zn1-DNAおよびZn2-DNA複合体間の構造的違いは、変異解析および構造解析と組み合わさることで、Zn1ドメインの特化した領域が露出したヌクレオチド塩基との疎水性相互作用を通じて再構成され、PARP-1活性化を開始することを示しています。