DNA损伤修复与抗肿瘤药物研究
DNA损伤修复与肿瘤治疗的进展
DNA损伤修复与肿瘤治疗的进展DNA是构成生物体的遗传信息的基本单位,但它也容易受到外界诸如化学物质和辐射等因素的损害。
为了维护DNA的完整性,细胞具备了复杂而精确的损伤修复机制。
然而,当修复机制出现异常时,就会导致DNA损伤的积累并最终引发肿瘤。
本文将回顾DNA损伤修复的机制并探讨其在肿瘤治疗中的进展。
一、直接损伤修复机制直接损伤修复机制包括光修复、碱基切割/替换修复和DNA链切割/联接修复等。
光修复是一种依赖于光酶的修复方式,它能够修复紫外线引起的嘌呤二聚体和嘌呤-嘌呤素二聚体。
此外,碱基切割/替换修复能够修复碱基损伤,如碱基脱氨基化和碱基氧化等。
而DNA链切割/联接修复则能够修复DNA链的切割和联接。
二、错误复制损伤修复机制错误复制损伤修复机制是指细胞在DNA复制过程中错误地复制了损伤的DNA序列,从而导致损伤修复的错误。
这种机制包括错配修复和核苷酸切除修复。
错配修复通过修复蛋白识别和切割错配的碱基对来修复DNA序列。
核苷酸切除修复则通过切除损伤的碱基和合成新的DNA链段来修复DNA损伤。
三、同源重组修复机制同源重组修复机制在DNA双链断裂时发挥重要作用。
它通过同源染色质区段进行DNA的修复和重排,从而保持DNA的完整性。
同源重组修复机制在肿瘤治疗中尤为重要,因为许多抗癌药物和放疗都会导致细胞DNA双链断裂,而同源重组修复是肿瘤细胞对这些治疗的主要耐药机制之一。
四、DNA损伤修复与肿瘤治疗由于DNA损伤修复机制在肿瘤的发生和治疗中发挥重要作用,研究人员一直在努力开发针对DNA损伤修复机制的药物。
典型的例子是针对同源重组修复机制的PARP抑制剂。
PARP是DNA损伤修复过程中的关键酶,而PARP抑制剂能够干扰其功能从而导致DNA损伤无法得到修复,最终导致肿瘤细胞死亡。
PARP抑制剂已经在临床试验中显示出卓越的抗肿瘤活性,并被批准用于治疗某些BRCA突变相关的卵巢和乳腺癌。
此外,还有其他针对DNA损伤修复机制的药物正在不断研究中。
ATR分子通路及其抑制剂抗肿瘤研究进展
ATR分子通路及其抑制剂抗肿瘤研究进展冯春来;吴文凡【摘要】Ataxia telangiectasia and Rad3-related(ATR)is an important regulatory factor for the DNA damage response(DDR)mechanism.The research found that ATR molecular pathway regulates cell DNA damage repair through a variety of cytokines,which leads to the development of normal cells into tumor cells.ATR is also an ideal antitumor target without affecting normal cells.In recent years,the development of ATR inhibitors has attracted wide attention,and a consid-erable number of ATR kinase inhibitors have been developed,some of which have shown a significant anti-tumor effect,and have entered the clinical trial,and the efficacy and safety of its alone or in combination with other drugs still need further clinical validation.%共济失调毛细血管扩张突变基因Rad3相关激酶(ATR)是一种DNA损伤修复应答(DDR)机制的重要调节因子.研究发现,ATR分子通路通过多种细胞因子调控细胞DNA损伤修复,进而致使正常细胞发展为肿瘤细胞.ATR激酶也是一种能够抗肿瘤且不影响正常细胞的理想靶标,其抑制剂的开发引起广泛关注.目前,已经有相当多的ATR激酶抑制剂被开发出来,其中部分抑制剂展现出了显著的抑瘤效果,且已进入临床试验阶段,其单用或与其他药物联用的疗效和安全性有待进一步临床验证.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2017(023)022【总页数】8页(P4419-4426)【关键词】共济失调毛细血管扩张突变基因Rad3相关激酶分子通路;共济失调毛细血管扩张突变基因Rad3相关激酶抑制剂;肿瘤;靶点【作者】冯春来;吴文凡【作者单位】江苏大学药学院,江苏镇江212013;江苏大学药学院,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】R322DNA在外部环境和细胞内部的各种因素作用下可不断产生损伤,如体内代谢过程中产生的自由基、DNA在复制和重组过程中自发的错误、环境中的紫外线和离子辐射(ionizing radiation,IR)以及一些化学物质等均能引起DNA损伤,从而导致细胞死亡,有害突变影响细胞活力以及异常细胞行为[1]。
抗肿瘤药物的临床应用与效果研究分析探讨
抗肿瘤药物的临床应用与效果研究分析探讨癌症,这个令人闻之色变的词汇,在当今社会依旧是人类健康的重大威胁。
随着医学科技的不断进步,抗肿瘤药物的研发和应用成为了癌症治疗领域的关键手段。
本文将深入探讨抗肿瘤药物的临床应用现状以及其效果评估,旨在为癌症患者的治疗提供更清晰的认识和参考。
一、抗肿瘤药物的分类抗肿瘤药物种类繁多,按照作用机制和化学结构的不同,大致可以分为以下几类:1、细胞毒类药物这类药物主要通过直接损伤肿瘤细胞的 DNA 或干扰其细胞周期来发挥作用,包括烷化剂(如环磷酰胺)、抗代谢药物(如 5-氟尿嘧啶)、抗肿瘤抗生素(如阿霉素)等。
它们在肿瘤治疗中应用广泛,但往往具有较大的毒副作用。
2、靶向药物靶向药物是针对肿瘤细胞特定的靶点,如基因突变、蛋白表达等进行精准打击的药物。
例如,针对表皮生长因子受体(EGFR)突变的吉非替尼,针对 HER2 阳性乳腺癌的曲妥珠单抗等。
相比于细胞毒类药物,靶向药物具有更高的选择性和较低的毒副作用,但可能会因肿瘤细胞的耐药机制而失效。
3、免疫治疗药物免疫治疗是近年来肿瘤治疗领域的重大突破,主要包括免疫检查点抑制剂(如 PD-1/PDL1 抑制剂)和过继性细胞免疫治疗(如 CART 细胞治疗)。
免疫治疗通过激活患者自身的免疫系统来识别和攻击肿瘤细胞,具有持久的抗肿瘤效果和较好的安全性,但也可能引发免疫相关的不良反应。
二、抗肿瘤药物的临床应用1、手术前新辅助治疗在手术前使用抗肿瘤药物,目的是缩小肿瘤体积,降低肿瘤分期,提高手术切除的成功率和减少术后复发的风险。
例如,对于局部晚期乳腺癌患者,术前给予新辅助化疗可以使部分原本不能手术的患者获得手术机会。
2、手术后辅助治疗手术后使用抗肿瘤药物,主要是为了清除可能残留的微小病灶,预防肿瘤的复发和转移。
例如,结肠癌患者术后进行辅助化疗,可以显著提高患者的生存率。
3、晚期肿瘤的姑息治疗对于晚期无法手术或已经发生转移的肿瘤患者,抗肿瘤药物的治疗目的是缓解症状、延长生存期和提高生活质量。
抗肿瘤药的作用机制和分类
抗肿瘤药的作用机制和分类抗肿瘤药是指用于治疗肿瘤的药物,其作用机制和分类主要有以下几种方式:1.DNA损伤类药物:这类药物主要通过直接或间接地损伤细胞的DNA结构,使肿瘤细胞的DNA损伤积累到一定程度,进而引发细胞周期的异常,导致细胞死亡。
常见的DNA损伤类药物包括化学药物顺铂、牛蒡子酸以及放射线治疗等。
2.细胞周期调控剂:肿瘤细胞与正常细胞相比,细胞周期节奏异常,细胞增殖加速。
细胞周期调控剂主要是通过抑制肿瘤细胞增殖,使之停滞在其中一特定阶段,阻断细胞周期的进一步发展。
典型的细胞周期调控剂有紫杉醇、长春碱等。
3.蛋白质和酶的抑制剂:肿瘤细胞生长和分化的过程中,伴随着大量的蛋白质同源物的合成、酶的活化和抑制等。
这类药物通过抑制特定的细胞蛋白质合成和酶的活化过程,以达到阻止肿瘤细胞生长和扩散的目的。
常见的蛋白质和酶的抑制剂有多西他赛、伊马替尼等。
4.免疫调节剂:这类药物主要通过调节机体免疫系统的功能,增强机体免疫力,诱导机体的免疫细胞对肿瘤细胞进行识别和杀伤。
常见的免疫调节剂包括干扰素、白介素等。
5.靶向治疗药物:这类药物主要是通过作用于特定的靶点或信号通路,抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
例如,靶向EGFR的药物、靶向HER2的药物以及靶向VEGFR的药物等。
根据对肿瘤生物学特征的认识,抗肿瘤药物也可以根据作用靶点进行分类,包括:1.细胞分裂相关的靶点:例如微管靶向类药物如紫杉醇和长春碱,作用于微管蛋白,阻碍肿瘤细胞的有丝分裂过程。
2.DNA损伤修复相关的靶点:如顺铂和碱基损伤剂,通过干扰DNA的正常修复过程,导致细胞死亡。
3.细胞增殖相关的靶点:如激酶抑制剂,通过抑制肿瘤细胞的增殖信号传导,达到抗肿瘤的效果。
4.血管生成相关的靶点:如抗血管生成药物,通过抑制血管内皮生长因子的作用,阻止肿瘤血供,从而达到抑制肿瘤生长的目的。
5.免疫相关的靶点:如PD-1抑制剂和CTLA-4抑制剂,通过抑制肿瘤免疫逃逸机制,增强机体对肿瘤的免疫应答,从而抗肿瘤效果明显。
抗肿瘤药物的作用机制
抗肿瘤药物的作用机制直接作用机制主要包括以下几种:1.DNA和RNA的损伤:抗肿瘤药物通过与DNA和RNA结合或干扰其复制、修复等过程,导致肿瘤细胞DNA和RNA的损伤,从而干扰细胞正常的分裂和增殖,最终导致肿瘤细胞凋亡。
例如,一些化疗药物如环磷酰胺、甲氨蝶呤等可以通过与DNA结合抑制DNA的合成,阻断细胞分裂。
2.抑制酶活性:抗肿瘤药物中有些药物可以抑制一些重要的酶活性,影响细胞生长和分裂。
例如,植物生物碱紫杉醇可以通过抑制细胞分裂过程中微管的聚合和解聚过程,从而阻断肿瘤细胞的有丝分裂。
3.细胞周期阻滞:抗肿瘤药物中的一些化合物能够诱导肿瘤细胞进入细胞周期的停滞期,从而阻断肿瘤细胞的生长和分裂。
例如,苯并环磷酰胺可以在S期延迟DNA的合成和分裂;顺铂可以在G2期抑制DNA的修复,从而阻断细胞分裂。
4.干扰细胞信号传导:一些抗肿瘤药物能够干扰细胞内重要的信号通路,从而影响肿瘤细胞的生长和存活。
例如,靶向治疗药物奥曲肽可以抑制肿瘤细胞内的一种受体酪氨酸激酶活性,阻断相关信号通路的传递,从而抑制肿瘤细胞的生长。
间接作用机制主要包括以下几种:1.免疫调节:一些抗肿瘤药物能够增强机体免疫系统的活性,促进机体产生抗肿瘤免疫反应。
例如,白细胞介素-2通过增强T淋巴细胞的活性,促进抗肿瘤免疫反应。
2. Vascular endothelial growth factor (VEGF) 及其受体的抑制:VEGF是一种促血管生成的因子,一些抗肿瘤药物可以通过抑制VEGF及其受体的活性,阻断肿瘤细胞的血供,导致肿瘤细胞缺氧和营养不足,从而抑制肿瘤生长和扩散。
3.破坏肿瘤血供:肿瘤细胞依赖于良好的血供才能生长和扩散,一些抗肿瘤药物可以通过直接或间接的方式破坏肿瘤的血供。
例如,一些化疗药物能够抑制新血管的生成,使肿瘤缺氧和营养不足,从而影响肿瘤细胞的生长。
需要注意的是,不同类型的抗肿瘤药物对肿瘤的作用机制各不相同,有些药物可能具有多种作用机制。
DNA-PKcs抑制剂在肿瘤治疗中的研究现状
DNA-PKcs抑制剂在肿瘤治疗中的研究现状王傲雪;马景昕【摘要】细胞修复DNA损伤的能力与肿瘤的发生发展及治疗效果密切相关.肿瘤治疗中广泛使用的DNA损伤药物和放射治疗都会造成DNA双链断裂这种致命性的损伤,肿瘤细胞主要通过DNA依赖性蛋白激酶(DNA-PK)参与的一种非同源末端连接(NHEJ)方式来进行修复.DNA-PK全酶由催化亚单位DNA-PKcs和Ku70/Ku80异二聚体两部分组成,对它们活性的抑制能显著降低肿瘤细胞修复DNA双链断裂的能力,进而增强放化疗的敏感性.目前研究主要关注DNA-PKcs抑制剂,其中一些已进入临床研究阶段.本文对多种DNA-PKcs抑制剂在肿瘤治疗中的相关研究进行概括.【期刊名称】《大连医科大学学报》【年(卷),期】2018(040)005【总页数】9页(P385-393)【关键词】DNA-PKcs抑制剂;肿瘤;放射疗法;化学疗法;敏感性【作者】王傲雪;马景昕【作者单位】大连医科大学附属第二医院皮肤科,辽宁大连116027;大连医科大学基础医学院细胞生物学教研室,辽宁大连116044【正文语种】中文【中图分类】R737.331 DNA-PKcsDNA依赖性蛋白激酶催化亚单位(DNA-PK catalytic subunit,DNA-PKcs),属于磷酸肌醇-3-激酶相关蛋白(PI3K-related kinase,PIKK)家族,是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。
PIKK家族有4个成员:DNA-PKcs、ATM、ATR和mTOR,DNA-PKcs主要与DNA双链断裂的非同源末端连接(non-homologous-end-joining,NHEJ)修复有关[1](图1)。
DNA-PKcs由prkdc基因编码,进化上保守,几乎所有哺乳动物细胞都表达。
DNA-PKcs蛋白有4128个氨基酸残基,主要含有一个催化结构域、DNA结合结构域和Ku结合结构域。
DNA-PKcs主要定位在细胞核,能使自身和多个下游靶点如XRCC4和DNA连接酶IV等发生磷酸化。
基于天然产物的新型抗肿瘤药物研究
基于天然产物的新型抗肿瘤药物研究随着现代医学技术的发展,细胞治疗和分子靶向治疗的研究已成为抗肿瘤治疗的重要领域。
然而,传统化学合成的抗肿瘤药物存在很多副作用,且难以穿过血脑屏障和肿瘤细胞膜,因此,天然产物成为新型抗肿瘤药物研究的热点之一。
天然产物具有复杂的结构和多样的生物活性,因此具有良好的药物开发前景。
现代科学研究已发现了许多天然产物抗肿瘤的作用,如紫杉醇、曲婉婷等。
紫杉醇是一种来自于环境中的紫杉树,其结构包含多个苯丙素单元。
紫杉醇可以抑制微管聚合,阻止肿瘤细胞的有丝分裂,从而抑制肿瘤的生长。
曲婉婷则是一种来自于癌芥子的化合物,可以抑制DNA的合成和修复过程,防止DNA损伤引起细胞凋亡,从而达到抑制肿瘤细胞生长的效果。
除了紫杉醇和曲婉婷之外,还有许多天然产物也显示出了抗肿瘤的活性。
例如,古板菜籽油通过抑制肿瘤细胞的增殖和通过调节细胞周期进程实现抑制肿瘤的生长。
黄铜薯蓣碱则能够通过促进细胞凋亡和核糖体RNA转录的抑制来减少肿瘤的大小。
此外,也有很多天然产物在研究中表现出了潜在的抗肿瘤活性。
例如,从传统中药中提取的芦荟、熊果苷、当归、人参等天然产物均被证明具有抗肿瘤作用。
尽管有许多天然产物显示出了潜在的抗肿瘤的活性,但是天然产物的开发和利用仍然面临着许多挑战。
其中最大的问题是复杂的化学结构,这可能导致难以控制的活性,影响药效和毒性之间的平衡。
此外,天然产物也面临着有效性和稳定性等问题。
为了克服这些问题,许多研究团队正在积极开展天然产物的研究,并探索利用天然产物的活性基础进行药物结构优化。
这种方法可以使天然产物的活性和选择性得到提高,从而增强药物疗效。
在药物开发过程中,化学合成和分离是重要的研究领域。
其中分离技术通常包括基于溶液色谱技术的富集技术和基于固相萃取技术的富集技术。
利用这些技术,研究人员可以更好地分离和纯化天然产物,从而了解其真正的化学性质和药物效应。
总之,基于天然产物的新型抗肿瘤药物研究正在蓬勃发展,并显示出极大的前景。
抗肿瘤药研究综述
抗肿瘤药研究综述抗肿瘤药物是一类用于治疗癌症的药物,主要通过干扰癌细胞的生长和分裂过程来实现治疗效果。
近年来,抗肿瘤药物的研究和开发取得了显著进展,从传统的化学合成药物到现在的靶向药物、免疫疗法和基因治疗等新型药物不断涌现,为癌症患者带来了新的希望。
本文将综述目前抗肿瘤药物的研究进展,并展望未来抗肿瘤药物的发展方向。
目前,目前抗肿瘤药物主要包括化学合成药物、靶向药物、免疫疗法和基因治疗等几个方面。
化学合成药物是最早被使用的抗肿瘤药物,如细胞毒素类药物、激素类药物和抗代谢药物等,这些药物通过干扰癌细胞DNA修复、RNA转录和蛋白质合成等生物过程来抑制或杀死癌细胞。
然而,这些化学药物在治疗癌症的同时也会对正常细胞造成一定的损伤,导致副作用严重。
为了提高治疗效果并减少副作用,研究人员开始开发靶向药物。
靶向药物是基于了解癌症发生与发展机制而设计的药物,通过与癌细胞特异性靶点的结合而选择性地杀死癌细胞,如酪氨酸激酶抑制剂、血管生成抑制剂和蛋白质激酶抑制剂等。
这些药物的研发不仅提高了治疗效果,而且减少了对正常细胞的毒性,极大地改善了患者的生活质量。
另一方面,免疫疗法是近年来兴起的一种治疗癌症的新方法。
它通过激活或增强患者自身的免疫系统来杀灭癌细胞,如细胞因子和免疫检查点抑制剂等。
这些药物能够调节免疫系统的应答,使其识别、攻击和消灭肿瘤细胞,同时具有较低的毒性和较好的治疗效果。
免疫疗法已经成为肿瘤治疗的重要手段之一,特别是在恶性黑色素瘤、非小细胞肺癌和淋巴瘤等恶性肿瘤的治疗中取得了显著的效果。
此外,基因治疗也是一种前景广阔的肿瘤治疗策略。
基因治疗是利用基因工程技术将具有抗肿瘤效果的基因导入患者体内,以实现治疗的目的。
例如,通过导入抗癌基因能够有效抑制肿瘤的生长和扩散。
虽然基因治疗仍然处于研究阶段,但已经取得了一些重要的突破,为未来的临床应用奠定了基础。
综上所述,随着科学技术的不断发展,其中包括目前存在的药物发现、药物设计、药物合成、药物传送及药物评估等方面的技术的成熟,抗肿瘤药物不断创新,为癌症患者带来了更多治疗的选择。
细胞DNA修复系统与肿瘤发生及化疗耐药性
细胞DNA修复系统与肿瘤发生及化疗耐药性吕申【摘要】研究发现,MMR及MGMT蛋白表达缺失与大肠癌等恶性肿瘤的发生密切相关,胃癌及非小细胞肺癌常出现MMR和MGMT蛋白表达增高.本文通过介绍DNA修复系统中ERCC1、XRCC1和MMR、MGMT的作用机制及它们与肿瘤发生和化疗耐药性的关系,提出DNA修复系统关键蛋白的表达降低与肿瘤发生有关,在肿瘤发展过程中也会出现表达增高,且它们表达的增高或降低均与肿瘤化疗耐药性有关.%Some researchers reported that the deficiency of MMR and MGMT proteins was associated with colorectal cancer and other cancers, and proteins of MMR and MGMT were over - expression in gastric cancer and non - small - cell lung cancer. This article introduces the mechanism of ERCC1 ,XRCC1, MMR, MGMT and the relationship with tumorigenesis and resistance to chemotherapy, and then suggests that hypo - expression of DNA repair proteins is associated with tumorigenesis and over - expression of them also appears in the development of tumors, and the abnormal expression is associated with resistance to chemotherapy.【期刊名称】《大连医科大学学报》【年(卷),期】2012(034)006【总页数】6页(P519-524)【关键词】ERCC1;XRCC1;MMR;MGMT;肿瘤发生;化疗耐药【作者】吕申【作者单位】大连医科大学附属第二医院实验中心,辽宁大连116027【正文语种】中文【中图分类】R730.231基因组完整与稳定是维持细胞正常生存行使功能的基础。
新型抗肿瘤药物的研发及有效性研究
新型抗肿瘤药物的研发及有效性研究肿瘤是一种常见的疾病,它的发生往往给患者和家庭造成极大的负担。
为了有效地治疗肿瘤疾病,科学家们不断地在探索新型的抗肿瘤药物,从而提高治疗的效果。
本文将探讨新型抗肿瘤药物的研发及有效性研究。
一、新型抗肿瘤药物的研发近年来,随着科学技术的不断提升,新型抗肿瘤药物的研发也得到了更好的发展。
新型抗肿瘤药物主要包括免疫治疗、靶向治疗和基因治疗等多个方面。
其中,免疫治疗是近年来最受关注和研究的一个领域。
1. 免疫治疗免疫治疗又称免疫调节治疗,是利用激活机体自身免疫系统的协同作用,来抵抗肿瘤的治疗方法。
免疫治疗不同于传统的化疗和放疗,它可以有效地避免对正常细胞的损害,而且其抗肿瘤的效果也更为明显。
在免疫治疗领域,较为先进的技术是采用免疫检查点抑制剂,这是通过抑制免疫检查点分子而促使免疫系统强化攻击肿瘤的治疗方法。
免疫检查点分子即负责调节T细胞作用的分子,当肿瘤细胞通过表面表达免疫检查点分子来逃避T细胞攻击时,免疫检查点抑制剂可以教育T细胞找到和消灭这些肿瘤细胞。
现有证据表明,免疫检查点抑制剂治疗的难度在于它的适应症受限,但是由于其优秀的技术应用前景,相关领域的研究仍在不断深入。
2. 靶向治疗靶向治疗是一种针对肿瘤细胞生长或血管形成等指标的新型抗肿瘤药物。
靶向药物更加针对性,其治疗效果优于化疗,且一般不会对正常细胞造成过度损伤。
靶向治疗药物包括小分子抑制剂和单克隆抗体药物两种类别。
小分子抑制剂主要是抑制了在癌细胞中起着重要作用的蛋白质或酶,从而保护机体细胞,延缓肿瘤细胞的生长。
而单克隆抗体治疗则是通过抑制一些肿瘤生长所需要的减数分子工作而达到治疗的效果。
3. 基因治疗基因治疗是指通过改变细胞DNA序列的方法,达到治疗肿瘤疾病的效果。
在基因治疗领域,有三种常见的治疗方法:直接输入基因、基因干预和基因修饰。
直接输入基因是通过将具有生物活性的基因直接注入肿瘤细胞,从而达到控制肿瘤的目的。
顺铂作用在细胞中的应用
顺铂作用在细胞中的应用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述顺铂是一种常用的抗肿瘤药物,具有广泛的抗癌作用。
它主要通过与DNA结合,抑制DNA复制和转录,从而造成细胞凋亡和停滞在细胞周期的G2/M期。
顺铂在癌症治疗中被广泛应用,尤其在卵巢癌、非小细胞肺癌、膀胱癌等多种癌症类型的治疗中表现出很好的效果。
此外,顺铂也在细胞生物学研究中得到了广泛的应用,成为了研究细胞分裂、DNA损伤修复等领域的重要工具。
本文将对顺铂在细胞中的应用进行系统的论述和总结。
1.2 文章结构文章结构部分:本篇文章将主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,将以概述、文章结构和目的为主要内容,介绍顺铂在细胞中的应用背景和意义,并概述了本文的主要内容和结构安排。
在正文部分,将详细讨论顺铂的作用机制、在癌症治疗中的应用以及在细胞生物学研究中的作用,分别介绍顺铂的作用原理、在临床治疗中的应用情况以及在细胞学研究中的具体作用和方法。
在结论部分,将总结顺铂在细胞中的应用情况,展望未来研究方向,以及提出结论和展望。
1.3 目的:本文旨在探讨顺铂在细胞中的应用,通过对顺铂的作用机制、在癌症治疗中的应用以及在细胞生物学研究中的作用进行深入分析,以期为读者提供对顺铂在细胞层面上的全面认识。
同时,通过对顺铂在细胞中的应用进行总结和展望未来研究方向,旨在为相关领域的科研工作者提供参考,促进相关研究的深入发展和应用。
3 目的部分的内容2.正文2.1 顺铂的作用机制顺铂是一种铂类抗肿瘤药物,主要通过与DNA中的鸟嘌呤结合形成DNA外链和内链的交联,从而阻止DNA的复制和转录,引起肿瘤细胞的凋亡。
具体来说,顺铂与DNA形成的交联会导致DNA 双链的断裂,从而触发细胞内的信号传导通路,最终导致肿瘤细胞的死亡。
与此外,顺铂还能够抑制肿瘤细胞的DNA 修复机制,导致DNA 损伤得不到及时修复,进一步加剧细胞内的DNA 损伤,最终导致细胞凋亡。
此外,顺铂还可以干扰细胞的有丝分裂,抑制微管的形成,导致细胞周期阻滞和细胞凋亡。
抗肿瘤药物联合用药的协同作用与机制研究
抗肿瘤药物联合用药的协同作用与机制研究摘要:肿瘤是严重威胁人类健康的疾病之一,目前抗肿瘤药物联合用药已成为治疗肿瘤的重要方式之一。
本文旨在通过研究抗肿瘤药物联合用药的协同作用与机制,探讨如何更有效地治疗肿瘤,并提高患者的生存率。
关键词:抗肿瘤药物,联合用药,协同作用,机制研究一、引言肿瘤是一类由于体内细胞发生异常增殖造成的疾病,其发展过程极为复杂,治疗方法也十分有限。
传统的化疗药物虽然在一定程度上能够抑制肿瘤的生长,但却容易导致肿瘤细胞对药物的耐药性,从而影响治疗效果。
因此,寻求更有效的治疗方法显得尤为迫切。
抗肿瘤药物联合用药作为一种治疗手段,具有较高的疗效,并且能够减少耐药性的发生,引起了广泛关注。
二、抗肿瘤药物联合用药的优势1. 提高治疗效果抗肿瘤药物联合用药能够通过不同作用机制的药物相互配合,增强药效,提高治疗效果。
一些研究表明,联合用药能够促进肿瘤细胞的凋亡,抑制血管生成,延缓肿瘤转移等,从而达到更好的治疗效果。
2. 减少药物耐药性抗肿瘤药物联合用药不仅可以提高治疗效果,还可以减少药物耐药性的发生。
因为不同药物有不同的作用机制,联合使用可以同时作用于不同靶点,减少肿瘤细胞的逃逸,延缓耐药性的形成。
3. 减轻毒副作用单一药物治疗往往会导致较大的毒副作用,影响患者的生活质量。
而抗肿瘤药物联合用药能够降低单药毒性药效,从而减轻患者的身体负担,提高患者的生活质量。
三、抗肿瘤药物联合用药的协同作用1. 药物相互增效抗肿瘤药物联合用药可以通过药物相互增效的方式,提高药效。
一些药物的作用会影响其他药物的吸收、代谢等,从而增强药效。
比如顺铂和依托泊苷的联合用药,可以增强药物在肿瘤细胞中的蓄积,提高疗效。
2. 药物互补作用抗肿瘤药物联合用药有些药物具有补充作用,可以相互弥补不同药物的缺陷。
比如顺铂与卡铂的联合用药,可以通过不同途径同时作用于肿瘤细胞,从而达到更好的治疗效果。
3. 药物协同作用抗肿瘤药物联合用药中最重要的是药物的协同作用。
分子靶向抗肿瘤药物研究进展
分子靶向抗肿瘤药物研究进展分子靶向抗肿瘤药物是一种特定靶点向肿瘤细胞发挥杀伤作用的药物。
与传统的化疗药物相比,分子靶向抗肿瘤药物具有更好的选择性和更少的副作用。
随着分子生物学和生物技术的快速发展,越来越多的分子靶点被发现和验证,从而推动了分子靶向抗肿瘤药物的研究和开发。
本文将介绍几种近年来研究较多的分子靶向抗肿瘤药物。
第一种是激动剂药物。
激动剂药物可以促进分子靶点的活性,从而增强肿瘤细胞的死亡。
其中一种代表性的药物是激动剂EGFR抑制剂,用于治疗非小细胞肺癌。
EGFR是一种用于细胞生长、分化和凋亡的受体酪氨酸激酶,EGFR异常活跃是肿瘤形成和发展的驱动因素之一、目前已经开发出多种EGFR抑制剂,如吉非替尼和厄洛替尼等。
这些药物通过与EGFR结合,阻断其激活信号,从而抑制肿瘤细胞的增殖和生存。
第二种是抑制剂药物。
抑制剂药物可以与分子靶点结合,从而阻断其活性,抑制肿瘤细胞的增殖和生存。
其中一种代表性的药物是VEGFR抑制剂,用于治疗结直肠癌和乳腺癌等。
VEGFR是一种血管内皮生长因子受体,与肿瘤的新生血管生成密切相关。
目前已经开发出多种VEGFR抑制剂,如舒尼替尼和赫赛汀等。
这些药物通过与VEGFR结合,阻断其信号通路,从而抑制肿瘤细胞的血管生成和生长。
第三种是激活剂药物。
激活剂药物可以与分子靶点结合,激活其活性,从而促进肿瘤细胞的死亡。
其中一种代表性的药物是PARP抑制剂,用于治疗卵巢癌。
PARP是一种与DNA修复相关的酶,PARP抑制剂能够干扰DNA修复机制,导致肿瘤细胞的DNA损伤积累,最终导致肿瘤细胞的死亡。
此外,还有一些其他类型的分子靶向抗肿瘤药物,如HER2抑制剂、BRAF抑制剂和ALK抑制剂等。
这些药物在治疗乳腺癌、黑色素瘤和非小细胞肺癌等肿瘤中显示出较好的疗效。
总之,分子靶向抗肿瘤药物是一种具有较好靶向性和较少副作用的治疗策略。
随着分子生物学和生物技术的进展,越来越多的分子靶点被发现和验证,为分子靶向抗肿瘤药物的研究和开发提供了新的机遇。
DNA错配修复基因hMLH1与肿瘤及化疗耐药相关性的研究进展
2.1
hMLHI启动子区甲基化与肿瘤
hMLHI基因甲基化引起肿瘤发生的机制 现代肿瘤学
2.2
hMLHl与胃癌在人散发性肿瘤中。胃癌具有较高的
理论认为一。1“,在肿瘤形成过程中包含两大类机制:一个是 通过I)NA核苷酸序列改变而形成突变,即遗传学层面,已经 得到证实;另一个就是表观遗传学(Epigenetics)机制,即 DNA核苷酸序列不变,通过DNA自身化学修饰方式从转录 水平影响基因的表达,这种变化可通过减数分裂遗传。表观
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DNA错配修复基因hMLHl与肿瘤及 化疗耐药相关性的研究进展
410011
长沙
中南大学湘雅二医院肿瘤科
吴俚蓉综述,胡春宏1
审校
【摘要】DNA是牛命活动最重要的遗传物质。DNA复制产生的误差(碱基错配)是一种莺要的损伤。若DNA损伤 得不到修复,将会导致基凶的突,变,其中一部分突变有利于物种的进化,而另一部分将导致细胞恶化和死亡。DNA错配修复 系统(mismatch
on
recent
antieaneer drug resistance in some tumors.
【Key Words】DNA
mismatch repair system;hMLHI;Tumor;Chemoresistance
hMSH3、hMSH4、hMSH5、hMSH6(GTBP)、hMLHl、hMLH3、 l
not
error
【Abstract】DNA
in DNA
cause
replication(base mismatch)is
最新:ATR抑制剂抗肿瘤治疗的研究新进展
最新:ATR抑制剂抗肿瘤治疗的研究新进展摘要DNA损伤应答(DNAdamageresponse,DDR)机制包括检测DNA损伤,阻滞细胞周期和启动DNA修复。
共济失调毛细血管扩张和Rad3相关激酶(ataxiate1angiectasiaandRad3-re1ated,ATR)是DDR核心的关键激酶,负责感知复制应激(rep1icationstress,RS)并将其信号传导至S和G2/M检查点以启动DNA修复。
在肿瘤细胞中G1检查点缺失和癌基因的激活,导致癌症细胞更多进入RS增加的S期。
因此,肿瘤细胞更加依赖S和G2/M检查点,使其成为一个有吸引力的靶点。
ATR抑制剂是目前抗肿瘤药物开发的热点,部分ATR抑制剂目前已经进入临床试验阶段。
本综述旨在总结支持ATR抑制剂作为单药以及与化疗、放疗和新型靶向药物(如PARP抑制剂)联合使用的临床试验数据,并讨论目前ATR抑制剂开发和生物标志物探索中面临的挑战。
环境及细胞内多种因素都会引起DNA损伤并导致基因组不稳定。
DNA损伤应答(DNAdamageresponse,DDR)整合多种细胞调控过程,对维持基因组的稳定性和整体性都是至关重要的[1]。
在真核生物中,不同的DNA损伤引起应答蛋白的激活,这些蛋白主要包括一些超大分子量的蛋白激酶,如DNA 依赖性蛋白激酶催化亚基(DNA-dependentproteinkinasecata1yticsubunit,DNA-PKcs),共济失调毛细血管扩张突变基因(ataxiate1angiectasia-mutatedgene,ATM基因),共济失调-毛细血管扩张和Rad3-相关激酶(ataxiate1angiectasiaandRad3-re1ated f ATR)以及FanconiAnaemia复合物,这些蛋白进一步激活DNA修复,细胞周期阻滞,细胞凋亡,衰老等多个信号通路[2]。
DNA修复的过程发生在损伤位点附近的染色质区域,其过程非常复杂。
DNA修复机制与药物耐药性
DNA修复机制与药物耐药性DNA修复机制和药物耐药性之间存在着密切的关联。
DNA是生物体内负责储存和传递遗传信息的分子,而DNA修复机制则是维护DNA完整性的重要保障措施。
然而,正是由于某些药物能够干扰DNA 修复机制,导致药物耐药性的发生。
本文将探讨DNA修复机制的基本原理,以及药物耐药性与DNA修复机制之间的关系。
DNA修复机制是细胞内的一套复杂而精细的系统,可以修复DNA链上的各种损伤,并维持基因组的稳定性。
根据损伤类型和修复方式的不同,DNA修复机制可分为多个分支,包括直接修复、错配修复、碱基修复和双链断裂修复等。
这些修复机制的发挥作用有助于防止突变的积累,提高DNA的稳定性。
然而,某些药物能够影响DNA修复机制的正常功能,从而导致药物耐药性的产生。
首先,一些药物能够直接干扰DNA修复的过程,阻碍受损DNA的修复。
例如,某些抗肿瘤药物就是通过与DNA结合,阻碍DNA修复酶的活性,从而导致受损DNA的积累。
其次,某些药物也可以通过改变DNA修复机制的表达水平来影响细胞的敏感性。
比如,一些化疗药物可以诱导DNA修复酶的高表达,增加细胞对药物的抵抗性,从而导致治疗效果下降。
研究表明,DNA修复机制与药物耐药性之间的关系是复杂多样的。
一方面,一些与DNA修复相关的基因突变或功能异常可以导致个体对药物的抵抗性增加。
另一方面,某些药物的治疗效果往往与细胞内DNA修复能力的差异有关。
一些具有高度修复能力的细胞可能会更容易产生抗药性,因为它们能够迅速发现并修复药物对DNA的损伤,从而增强细胞的生存能力。
这也解释了为什么一些患者对同一种药物的耐药性存在差异。
为了克服药物耐药性的问题,研究人员目前正在探索多种解决方案。
一方面,他们希望能够通过深入了解DNA修复机制的细节,寻找到新的药物靶点,从而开发出更具针对性的治疗策略。
另一方面,一些研究也在探索如何结合多种治疗手段,通过靶向DNA修复机制,来增强药物的疗效,并减少耐药性的发生。
简述抗肿瘤药物的作用机制
简述抗肿瘤药物的作用机制抗肿瘤药物的作用机制主要涉及以下几个方面:1.细胞毒作用:许多抗肿瘤药物通过破坏肿瘤细胞的DNA来发挥作用。
这些药物可以干扰DNA的复制、转录或修复过程,导致DNA损伤和细胞死亡。
例如,烷化剂和铂类化合物就通过与DNA结合,造成DNA结构的改变或抑制其功能。
2.抑制细胞分裂:肿瘤细胞生长迅速,需要不断地分裂来扩张。
有些抗肿瘤药物通过抑制细胞分裂过程中的关键酶或蛋白,阻止肿瘤细胞的增殖。
例如,紫杉醇可以抑制微管蛋白的聚合,从而阻止细胞分裂。
3.信号转导抑制剂:肿瘤细胞常常由于过度活跃的信号转导通路而变得异常增殖。
抗肿瘤药物可以通过抑制这些信号转导通路中的关键分子,来控制肿瘤细胞的生长。
例如,EGFR抑制剂可以阻止EGFR信号转导,从而抑制肿瘤细胞的生长。
4.免疫调节剂:近年来,免疫疗法在抗肿瘤治疗中发挥了重要作用。
一些药物通过调节免疫系统,增强机体对肿瘤的免疫反应。
例如,PD-1抑制剂可以解除对T细胞的抑制,增强其对肿瘤细胞的攻击力。
5.诱导细胞凋亡:细胞凋亡是程序性细胞死亡的过程,对于维持机体的平衡十分重要。
抗肿瘤药物可以通过诱导肿瘤细胞凋亡,来清除异常增殖的细胞。
例如,一些化疗药物可以激活凋亡信号通路,触发肿瘤细胞的自我毁灭。
6.血管生成抑制剂:肿瘤的生长需要新的血管为其提供养分。
血管生成抑制剂可以阻止肿瘤血管的形成,切断肿瘤的营养来源,从而抑制其生长。
了解抗肿瘤药物的作用机制有助于医生根据患者的具体情况制定合适的治疗方案,并在治疗过程中进行合理的药物选择和剂量调整。
紫外线照射引起的dna损伤修复机制
紫外线照射引起的DNA损伤修复机制近年来,随着生物科学和医学领域的不断发展,对DNA损伤修复机制的研究变得越来越重要。
尤其是紫外线照射引起的DNA损伤,对于人类健康和疾病的研究具有重要意义。
本文将对紫外线照射引起的DNA 损伤修复机制进行探讨,为读者提供深入了解和探讨的机会。
一、紫外线照射引起的DNA损伤概述紫外线是一种电磁辐射,分为UVA、UVB和UVC三种类型。
在这三种紫外线中,UVB和UVC对DNA的损伤作用最为显著。
紫外线照射可以直接损伤DNA分子,也可以通过引起细胞内氧自由基的产生,间接损伤DNA。
DNA的损伤主要表现为DNA链断裂、碱基损伤和交联等。
这些损伤有可能导致细胞的突变、凋亡甚至恶性肿瘤的发生。
二、DNA损伤的修复机制针对紫外线照射引起的DNA损伤,细胞内存在着多种修复机制,包括细胞周期检查点、核苷酸切除修复、错配修复和双链断裂修复等。
这些修复机制协同作用,保护着细胞内DNA的完整性和稳定性。
1.细胞周期检查点细胞周期检查点是细胞为了修复DNA损伤而采取的一种策略。
在DNA受损时,细胞会暂停细胞周期的进行,以便给予细胞更多的时间进行修复。
这是一种暂时的保护机制,有助于减小DNA损伤带来的风险。
2.核苷酸切除修复核苷酸切除修复是细胞内修复DNA损伤最为重要的机制之一。
该修复过程由多个酶协同作用完成,主要包括损伤识别酶、切除酶和合成酶。
损伤识别酶可以识别DNA的损伤部位,切除酶可以切除损伤的DNA片段,而合成酶则可以合成新的DNA片段,最终实现DNA的修复。
3.错配修复错配修复是一种修复细胞内碱基未正确配对所引起的错误修复,常见于DNA复制和重组过程。
这种机制能够及时发现DNA中的错误碱基,并将其替换为正确的碱基,保证DNA的稳定性。
4.双链断裂修复双链断裂修复是一种针对DNA双链断裂的修复机制。
在细胞内,双链断裂是一种较为严重的DNA损伤,如果没有及时有效地修复,可能导致细胞凋亡甚至肿瘤的发生。
DNA修复机制与抗肿瘤治疗
DNA修复机制与抗肿瘤治疗DNA是人类细胞核内保存遗传信息的生命分子,主要用于编码和传递遗传信息。
然而,正常细胞中DNA分子时常受到内在或外在因素的损伤,如辐射、化学物质等因素都可能引起DNA分子中部分化学键的断裂、铵基的缺陷等等。
如果这些受损的DNA分子不能及时地被修复,不仅会导致细胞生命活动异常,而且在细胞分裂过程中还会引起基因突变,进而导致肿瘤化的发生。
为此,生物体逐渐演化出了各种不同的DNA修复机制,以保证细胞内部大部分遭到各种原因损伤的DNA分子最终得到修复,从而维持基因稳定性和正常细胞发育。
DNA修复机制包括光机构、碱基切除修复、同源重组修复、错配修复、交错修复等,每一种修复机制都有着各自擅长的方向和特征。
例如,光机构(photoreactivation)是处理UVB辐射所造成的DNA损伤最有效的一种方式;碱基切除修复(base excision repair)适用于各种不同类型的DNA碱基损伤,其中包括碳酸单酐和甲基化碱基等等;同源重组修复(homologous recombination)则功能于双链断裂的修复,其最为经典的应用场景是于细胞有性生殖时染色体进程的修复等。
错配修复(mismatch repair)和交错修复(interstrand cross-links)分别对付于DNA和NOX化合物发生结合,导致DNA双链断裂和DNA交错的损伤情况。
需要注意的一点就是,DNA修复通常是一条多酶反应链,其中许多酶都有各自的化学特性,它们之间的高效协调才是维持DNA修复过程的关键。
自然界中只有一部分癌症患者可以归因为遗传突变,而大部分的癌症患者都会有一些所谓非遗传性的细胞级突变。
如今我们所了解到的发病机制,这些非遗传性突变往往是肿瘤发展中最欠缺解释的一个部分。
在这种新型突变中,DNA修复酶在某一时刻失去了修复所需的一些代价,从而导致了细胞局部的DNA损伤持续不断。
如果没有及时的DNA修复机制介入,这些局部的损伤很有可能随着时间的推移变成了全基因组的问题,最终导致肿瘤的形成。
PCNA在DNA损伤修复过程中的分子机制分析
PCNA在DNA损伤修复过程中的分子机制分析DNA是生命的遗传载体,DNA的稳定性对生命的发展、维护和进化起着至关重要的作用。
然而,DNA受到环境因素、生物学过程等多种因素的影响,容易出现各种损伤,如氧化、辐射、化学反应等,如果不及时修复,将会导致生理、疾病方面都产生不良影响,甚至导致细胞死亡或肿瘤等严重疾病。
因此,DNA的修复过程也显得至关重要,而其中一个重要的参与者就是PCNA。
1. PCNA的概述PCNA是细胞周期蛋白聚合酶δ和ε的阳性调节子,是一个三聚体,也是DNA 合成和DNA损伤修复的关键因素。
PCNA的基本结构类似于“圆环”形状,上面有三个相同的结构域,搭载在线粒体 DNA、核染色质上的DNA,对其进行复制和修复。
2. PCNA在DNA复制中的作用PCNA结合在DNA的中心轴上,随着DNA同步移动,PCNA保持DNA单链上的复制酶、核酸酶或其他与DNA的复制有关酶的稳定结合。
它能够通过结合复制酶的Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA)-Binding Motif (PBM),促进DNA 复制酶的活性,提高复制效率,从而加速DNA的复制速度。
3. PCNA在DNA损伤修复中的作用当DNA受到各种刺激,比如紫外线、化学物质等,会出现不同类型的损伤。
在DNA损伤修复的过程中,PCNA参与了以下几个步骤:① PCNA的序列结构和PCNA与DNA损伤及修复蛋白的相互作用;② PCNA的泛素化及其在DNA损伤修复信号传递中的作用;③ PCNA与DNA损伤信号的两种识别机制之间的相互作用。
3.1 PCNA与DNA损伤及修复蛋白的相互作用PCNA通过与DNA修复与转录因子的交互作用,调节其参与DNA损伤修复的功能。
它可以结合到包括DNA损伤感应蛋白(例如RAD1/RAD9/HUS1)、N-末端激酶、CH-1、FEN-1和Ligase等DNA修复因子的C-末端,然后协同作用,完成DNA损伤的准备和修复。
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复制错误和烷化剂 碱基错配和缺失(插入)
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一、DNA损伤的修复的概念和类型
修复(repairing)
是对已发生分子改变的补偿措施,使其 回复为原有的天然状态。
修复的主要类型
•光修复(light repairing) •切除修复(excision repairing) •重组修复(recombination repairing)
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2.2核苷酸切除修复(Nucleotide excision repair, NER)
损伤发生后,首先由DNA切割酶 (excinuclease)在己损伤的核苷酸5’和3’ 位分别切开磷酸糖苷键, 产生一个由12~13个核苷酸(原核生物)或 27~29个核苷酸(人类或其他高等真核生物) 的小片段, 移去小片段后由DNA聚合酶Ⅰ(原核)或ε (真 核)合成新的片段,并由DNA连接酶完成修复 中的最后一道工序。
DNA损伤修复与抗肿瘤药物研究
冯冰虹教授
基因突变(gene mutation):
在生物进化过程中,由于生物体内外环境多种 因素的影响,使遗传物质的结构改变而引起遗传信 息的改变,均可称为突变。 从分子水平来看,突变主要表现为DNA分子上 碱基的改变。
在复制过程中发生的DNA突变称为DNA损伤
(DNA damage)。
● 单链重接(单链断裂修复)
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(二) 切除修复
●定义
在多种酶的作用下,先将损伤区域切除, 然后利用互补链为模板,合成一段正确配对的 碱基顺序来修补
●切除过程
识别并切除→修复合成并连接
●切除方式
碱基切除修复、核苷酸切除修复
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2.1碱基切除修复(base-excision repair, BER) 所有细胞中都带有能识别受损核酸位点的
合,被激活成蛋白酶。具有蛋白酶活性的 RecA蛋白将LexA蛋白切割成没有阻遏作用的 和具有与操纵区DNA结合活性的两个片段, 导致SOS体系的高效表达,使DNA得以修复。
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SOS反应
Lex AA 阻遏蛋白 Lex 阻遏蛋白
3、烷化剂引起DNA损伤
G的N7和A的N3最容易烷基化,G的 (1)导致碱基烷基化 N7被烷基化后改与T配对, G-C→A-T
(2)导致碱基脱落
G 烷基化后的糖苷键不稳定,易 脱落形成DNA上无碱基位点,复制时 可插入任何核苷酸,使序列改变。
磷酸二酯键上的 O 易烷基化,形 (3)导致DNA链断裂 成不稳定的磷酸三酯键,糖与磷酸间 发生水解,DNA链断裂。 单功能基烷化剂:甲基甲烷碘酸 双功能基烷化剂:DNA链内、链间、 以及与蛋白质的交联 (4)引起DNA链交联 氮芥、硫芥;环磷酰胺;二乙基 10 亚硝酸
4、碱基类似物、修饰剂引起碱基对的改变
(1)碱基类似物用作促突变剂或抗癌药物
5-氟尿嘧啶(5-FU)、5-溴尿嘧啶(5-BU)、
2-氨基腺嘌呤(2-AP)。
(2)某些化学物质能专一修饰DNA链上碱基
亚硝酸盐:使C脱氨变成U,经复制使G-C→A-T
羟胺:使T脱甲基变成C,结果A-T → G-C
黄曲霉素B:专一攻击DNA上碱基,导致序列变化
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此后,一旦发现错配碱基,错配修复系统 就会根据“保存母链,修正子链”的原则, 找出错误碱基所在的DNA链即将未甲基化的 链切除,并以甲基化的链为模板进行修复 合成。 GATC中A甲基化与否常用来区别新合成的链 (未甲基化)和模板链(甲基化) 。这一 区别很重要
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错配修复(mismatch repair)
糖苷水解酶,它能特异性切除受损核苷酸
上的N-β -糖苷键,在DNA链上形成去嘌呤
或去嘧啶位点(AP位点)。
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DNA分子中一旦产生了AP位点,AP核酸内切
酶就会把受损核苷酸的糖苷-磷酸键切开,并 移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA,由 DNA聚合酶I合成新的片段,最终由DNA连接酶 把两者连成新的被修复的DNA链→碱基切除修
胸腺嘧啶二聚体 DNA之间交联 DNA与蛋白质交联 DNA链断裂
1、紫外线引起的DNA损伤
UV
A C T T G G
T G A A C C
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2、电离辐射引起DNA损伤
主要由· OH自由基引起,包括DNA (1)导致碱基变化 链上碱基氧化修饰、过氧化物形成、 碱基环的破坏和脱落等。 脱氧核糖上每个碳原子和羟 OH 反应 , 导致脱氧 (2)导致脱氧核糖变化 基上氢都能与 · 核糖分解,最终引起DNA链断裂 可使脱氧核糖破坏或磷酸二酯 (3)导致DNA链断裂 键断开而导致 DNA链断裂。有单链 断裂、双链断裂等不同形式。 DNA-DNA 交联、 DNA- 蛋白质 (4)引起DNA链交联 交联。是细胞受电离辐射后在显微 镜下看到的染色体畸变的分子基础 9
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SOS修复中LexA-RecA操纵子的作用机理
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阻遏蛋白LexA的降解与细菌中的SOS应答
当细菌DNA遭到破坏时,细菌细胞内会启动一 个被称为SOS的诱导型DNA修复系统。 在正常情况下,DNA损伤的修复基因的操纵子 被LexA蛋白所阻遏。 SOS修复系统受到LexA阻 遏蛋白的抑制,平时该蛋白表达水平很低。 SOS体系的诱导表达过程其实就是LexA阻遏蛋 白从这个基因的上游调控区移开的过程。
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常见的DNA损伤及其修复机制
DNA损伤因素 X射线、氧自由基 、烷化剂 自发脱碱基 DNA损伤类型 修复机制 单链断裂、无碱基位点、氧化性 碱基切除修 碱基(如8-氧鸟嘌呤)脲嘧啶 复
紫外线和多环芳烃 环丁烷嘧啶二聚体等大的紫外线 核苷酸切除 光产物和稳定的多环芳烃化合物 修复 等大分子DNA加合物 抗癌药(如顺铂和 双链断裂和链间交联 丝裂霉素) 双链断裂修 复(同源重 组修复和末 端连接) 错配修复
●Dam甲基化酶使母链位于5’GATC序列中腺苷酸甲
基化 ●甲基化紧随在DNA复制之后进行 ●根据复制叉上DNA甲基化程度,切除尚未甲基化 的子链上的错配碱基 通过3个蛋白质(MutS、MutH和MutL)校正
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根据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图
1. MutS发现错配碱基
2.在水解ATP的作用下, MutS, MutL与碱基错 配点的DNA双链结合
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识别损伤部位
损伤的两边切除几个核苷酸
DNA 聚合酶以母链为 模板复制合成新子链
DNA连接酶将切口补平
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(三) 重组修复
●定义
重组酶系将未受损伤的DNA 片段移到损伤部位, 提供正确的模板,进行修复
●分类
●
同源性重组
两段双链DNA同源性大于200 bp,大肠杆菌及酵母 中Rec A蛋白、人细胞中Rad51是关键
●
非同源性重组
同源性低,DNA双链断裂的主要修复方式,关键 分子是DNA-PK及XRCC4,非精确修复
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复制中出现损伤
重组修复
DNA聚合酶填补 缺损
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(四)错配修复(mismatch repair,MMR)
DNA 错配修复是细胞复制后的一种修复机制, 具
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当有紫外线照射时,细菌体内的RecA蛋白水 解酶被激活,催化LexA阻遏蛋白裂解失活, 从而导致与DNA损伤修复有关的基因表达。 RecA蛋白:是SOS反应的最初的发动因子。在 单链DNA和ATP存在时,RecA蛋白被激活,表 现出水解酶活性,分解LexA阻遏物。
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表达RecA蛋白与这些缺口处单链DNA相结
strand 和new strand,因此原核细胞
中的错配修复也称甲基化指导的错配
修复(methyl-directed mismatch
repair)。
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错配修复系统识别母链靠Dam甲基化酶
(Dam methylase),它能使位于5’GATC
序列中A的N6位甲基化。一旦复制叉通过复
制起始位点,母链就会在开始DNA合成前的 一小点时间(几秒钟至几分钟)内被甲基 化。刚合成的DNA新链上的GATC序列还没有 来得及甲基化,而作为模板的old strand 早已被甲基化了,利用这种差别区分old strand 和 new strand。
DNA重组
1. 碱基和糖基破坏
●
损伤因素
酸、热去嘌呤作用、碱基修饰剂、自由基、 活性氧、紫外线
●损伤类型
碱基丢失/插入、碱基置换、DNA片段缺失/插入
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2. 错配
●损伤因素
碱基类似物、碱基修饰剂、自发脱氨基
●常见错配类型
U→T
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3.
DNA链断裂
●损伤因素
电离辐射、化学物质诱导
●损伤类型
单链断裂、双链断裂(最严重损伤,不能 原位修复,易致畸)
3.MutS-MutL在DNA双链 上移动,发现甲基化 DNA后由MutH切开非甲 基化的子链
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甲基化指导的错配修复示意图
错配碱基位于 切口3’下游 端,
错配碱基位于 切口5’上游端,
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(五)SOS修复
●
定义 DNA损伤时应急产生的修复作用,解除 修复系统抑制,使其产物 (多种修复蛋白) 参与修复
有维持DNA 复制保真度, 控制基因变异的作用。 错配修复实际上是一种特殊的核苷酸切除修复, 它专门用来修复在DNA复制中出现的新合成DNA链 上的错配的碱基。但如何避免将DNA链上正确的
碱基切除呢?这就需要将old strand 和new
strand区分开来。
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原核生物利用甲基化区分old
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●
核苷酸切除
被切除的不是单个碱基,而是一段寡核苷酸。 是细胞内更为重要的一种修复方式