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Application of Stopped-flow Kinetics Methods to Investigate the Mechanism of Action of a DNA Repair Protein

Transient kinetic analysis is indispensable for understanding the workings of biological macromolecules, since this approach yields mechanistic ...

Wesleyan University

&#x89C2;&#x5BDF;&#x8BE5;&#x9549; (Cd(2+)) &#x6291;&#x5236; Msh2 Msh6&#xFF0C;&#x8FD9;&#x662F;&#x8D1F;&#x8D23;&#x8BC6;&#x522B;&#x78B1;&#x57FA;&#x5BF9;&#x9519;&#x914D;&#x548C;&#x5176;&#x4ED6;&#x7684;&#x5DEE;&#x5F02;&#x5728; DNA&#xFF0C;&#x5BFC;&#x81F4;&#x4E86;&#x63D0;&#x6848;&#xFF0C;&#x6709;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x5730;&#x9488;&#x5BF9;&#x6B64;&#x86CB;&#x767D;&#x548C;&#x968F;&#x4E4B;&#x800C;&#x6765;&#x7684; DNA &#x4FEE;&#x590D;&#x6291;&#x5236;&#x6216;&#x51CB;&#x4EA1;&#x4FC3;&#x8FDB;&#x91CD;&#x91D1;&#x5C5E;&#x6BD2;&#x7D20;&#x81F4;&#x764C;&#x6548;&#x5E94;&#x3002;&#x6709;&#x5EFA;&#x8BAE; Cd(2+) &#x7ED1;&#x5B9A;&#x5230;&#x7279;&#x5B9A;&#x7AD9;&#x70B9;&#x4E0A; Msh2 Msh6 &#x963B;&#x6B62;&#x5176; DNA &#x7ED1;&#x5B9A;&#x548C; ATPase &#x7684;&#x6D3B;&#x52A8;&#x3002;&#x82E5;&#x8981;&#x8C03;&#x67E5;&#x673A;&#x5236;&#x7684;&#x6291;&#x5236;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x6D4B;&#x91CF;&#x4E86; Cd(2+) &#x7ED1;&#x5B9A;&#x5230; Msh2-Msh6&#xFF0C;&#x76F4;&#x63A5;&#x548C;&#x901A;&#x8FC7;&#x76D1;&#x6D4B;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x9176;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684;&#x53D8;&#x5316;&#x3002;&#x5168;&#x7403;&#x6570;&#x636E;&#x5BF9;&#x591A;&#x5143;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x6A21;&#x578B;&#x7684;&#x62DF;&#x5408;&#x900F;&#x9732;&#x6BCF; Msh2 Msh6 &#x7ED3;&#x679C;&#x5728;&#x5176;&#x706D;&#x6D3B;&#x7EA6; 100 Cd(2+) &#x79BB;&#x5B50;&#x7684;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E00;&#x53D1;&#x73B0;&#x6307;&#x793A; Cd(2+) &#x7684;&#x6291;&#x5236;&#x4F5C;&#x7528;&#x53D1;&#x751F;&#x901A;&#x8FC7;&#x975E;&#x7279;&#x5F02;&#x6027;&#x7684;&#x673A;&#x5236;&#x3002;Cd(2+) &#x548C; Msh2 Msh6 &#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x6D89;&#x53CA;&#x534A;&#x80F1;&#x6C28;&#x9178;&#x5DEF;&#x57FA;&#x7EC4;&#x548C;&#x9AD8; Cd(2+):Msh2-Msh6 &#x6BD4;&#x4F8B;&#x6D89;&#x53CA;&#x5982;&#x7EC4;&#x6C28;&#x9178;&#x3001; &#x5929;&#x95E8;&#x51AC;&#x6C28;&#x9178;&#x3001; &#x8C37;&#x6C28;&#x9178;&#x3001; &#x591A;&#x80BD;&#x9AA8;&#x5E72;&#x4EE5;&#x53CA;&#x5176;&#x4ED6;&#x914D;&#x4F53;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x8FD8;&#x663E;&#x793A;&#x9549;&#x53EF;&#x706D;&#x6D3B;&#x51E0;&#x79CD;&#x76F8;&#x5173;&#x7684;&#x9176;&#x540C;&#x6837;&#xFF0C;&#x7B26;&#x5408;&#x4E00;&#x79CD;&#x975E;&#x7279;&#x5F02;&#x6027;&#x7684;&#x6291;&#x5236;&#x673A;&#x5236;&#x3002;&#x9488;&#x5BF9;&#x5404;&#x79CD;&#x5404;&#x6837;&#x7684;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x79CD;&#x901A;&#x7528;&#x65B9;&#x5F0F;&#x5305;&#x62EC; Msh2-Msh6&#xFF0C;&#x5C06;&#x89E3;&#x91CA;&#x660E;&#x663E;&#x5E7F;&#x8C31;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD; Cd(2+) &#x751F;&#x7269;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5EFA;&#x8BAE;&#x5BF9;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x548C;&#x4ED6;&#x4EEC;&#x503E;&#x5411;&#x4E8E;&#x6539;&#x53D8;&#x6784;&#x8C61;&#x4E0E; Cd(2+) &#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x5BF9;&#x591A;&#x4E2A;&#x975E;&#x7279;&#x5F02;&#x6027; Cd(2+) &#x7ED1;&#x5B9A;&#x7AD9;&#x70B9;&#x7684;&#x5B58;&#x5728;&#x662F;&#x5BF9;&#x9549;&#x6BD2;&#x6027;&#x654F;&#x611F;&#x6027;&#x7684;&#x76F8;&#x5E94;&#x751F;&#x7269;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x5173;&#x952E;&#x51B3;&#x5B9A;&#x56E0;&#x7D20;&#x3002;

&#x9549;&#x4ECB;&#x5BFC; DNA &#x9519;&#x914D;&#x4FEE;&#x590D; Msh2 Msh6 &#x529F;&#x80FD;&#x7684;&#x6291;&#x5236;&#x4F5C;&#x7528;&#x7684;&#x673A;&#x5236;&#x3002;

The observation that Cadmium (Cd(2+)) inhibits Msh2-Msh6, which is responsible for identifying base pair mismatches and other discrepancies in DNA, has led to the proposal that selective targeting of this protein and consequent suppression of DNA repair or apoptosis promote the carcinogenic effects of the heavy metal toxin. It has been suggested that Cd(2+) binding to specific sites on Msh2-Msh6 blocks its DNA binding and ATPase activities. To investigate the mechanism of inhibition, we measured Cd(2+) binding to Msh2-Msh6, directly and by monitoring changes in protein structure and enzymatic activity. Global fitting of the data to a multiligand binding model revealed that binding of about 100 Cd(2+) ions per Msh2-Msh6 results in its inactivation. This finding indicates that the inhibitory effect of Cd(2+) occurs via a nonspecific mechanism. Cd(2+) and Msh2-Msh6 interactions involve cysteine sulfhydryl groups, and the high Cd(2+):Msh2-Msh6 ratio implicates other ligands such as histidine, aspartate, glutamate, and the peptide backbone as well. Our study also shows that cadmium inactivates several unrelated enzymes similarly, consistent with a nonspecific mechanism of inhibition. Targeting of a variety of proteins, including Msh2-Msh6, in this generic manner would explain the marked broad-spectrum impact of Cd(2+) on biological processes. We propose that the presence of multiple nonspecific Cd(2+) binding sites on proteins and their propensity to change conformation on interaction with Cd(2+) are critical determinants of the susceptibility of corresponding biological systems to cadmium toxicity.

Mechanism of cadmium-mediated inhibition of Msh2-Msh6 function in DNA mismatch repair.

L&#x26;#39;observation que le cadmium (Cd (2 +)) inhibe Msh2-MSH6, qui est charg&#xE9; d&#x26;#39;identifier les inad&#xE9;quations de paires de bases et d&#x26;#39;autres divergences dans l&#x26;#39;ADN, a conduit &#xE0; la proposition que la suppression de ciblage s&#xE9;lectif de cette prot&#xE9;ine et par cons&#xE9;quent de la r&#xE9;paration de l&#x26;#39;ADN ou l&#x26;#39;apoptose de promouvoir les effets canc&#xE9;rog&#xE8;nes de la toxine de m&#xE9;taux lourds. Il a &#xE9;t&#xE9; sugg&#xE9;r&#xE9; que le Cd (2 +) se liant &#xE0; des sites sp&#xE9;cifiques sur Msh2-MSH6 bloque sa liaison &#xE0; l&#x26;#39;ADN et les activit&#xE9;s ATPase. Pour &#xE9;tudier le m&#xE9;canisme d&#x26;#39;inhibition, nous avons mesur&#xE9; Cd (2 +) se liant &#xE0; Msh2-MSH6, directement et en surveillant les changements dans la structure des prot&#xE9;ines et l&#x26;#39;activit&#xE9; enzymatique. Raccord mondial des donn&#xE9;es &#xE0; un mod&#xE8;le contraignant multiligand r&#xE9;v&#xE9;l&#xE9; que la liaison d&#x26;#39;environ 100 Cd (2 +) des ions par Msh2-MSH6 r&#xE9;sultats dans son inactivation. Cette constatation indique que l&#x26;#39;effet inhibiteur de Cd (2 +) se fait par un m&#xE9;canisme non sp&#xE9;cifique. Cd (2 +) et MSH2-MSH6 interactions impliquent des groupes cyst&#xE9;ine sulfhydryle, et le CD de haute (2 +): Msh2-MSH6 rapport implique d&#x26;#39;autres ligands tels que l&#x26;#39;histidine, l&#x26;#39;aspartate, le glutamate et le squelette peptidique ainsi. Notre &#xE9;tude montre &#xE9;galement que le cadmium inactive plusieurs enzymes ind&#xE9;pendantes de m&#xEA;me, compatible avec un m&#xE9;canisme non sp&#xE9;cifique de l&#x26;#39;inhibition. Le ciblage d&#x26;#39;une vari&#xE9;t&#xE9; de prot&#xE9;ines, y compris Msh2-MSH6, de cette mani&#xE8;re g&#xE9;n&#xE9;rique pourrait expliquer la forte large spectre impact de Cd (2 +) sur les processus biologiques. Nous proposons que la pr&#xE9;sence de Cd non sp&#xE9;cifique multiple (2 +) des sites de liaison sur les prot&#xE9;ines et leur propension &#xE0; changer de conformation de l&#x26;#39;interaction avec Cd (2 +) sont des d&#xE9;terminants essentiels de la sensibilit&#xE9; des syst&#xE8;mes biologiques correspondant au cadmium toxicit&#xE9;.

M&#xE9;canisme de cadmium inhibition de la Msh2-MSH6 Fonction en r&#xE9;paration des m&#xE9;sappariements d&#x26;#39;ADN

Die Beobachtung, dass Cadmium (Cd(2+)) hemmt Msh2-Msh6, die ist verantwortlich f&uuml;r die Identifizierung Basenpaar Missverh&auml;ltnisse und andere Abweichungen in der DNA, f&uuml;hrte zu dem Vorschlag, dass selektive Angriffe auf dieses Protein und daraus resultierende Unterdr&uuml;ckung der DNA-Reparatur oder Apoptose f&ouml;rdern die karzinogene Wirkung des Toxins Schwermetall. Es wurde vermutet, dass Cd(2+) Bindung an bestimmte Orte auf Msh2-Msh6 seine DNA-Bindung und ATPase Aktivit&auml;ten blockiert. Um den Mechanismus der Hemmung zu untersuchen, messen wir Cd(2+) Bindung an Msh2-Msh6, direkt und durch die &Uuml;berwachung von &Auml;nderungen in der Proteinstruktur und enzymatische Aktivit&auml;t. Globale Anpassung der Daten an ein multiligand Bindungsmodell offenbart diese Bindung von etwa 100 Cd(2+)-Ionen pro Msh2-Msh6 Ergebnisse in seine Inaktivierung. Dieses Ergebnis zeigt, dass die hemmende Wirkung des Cd(2+) &uuml;ber einen unspezifischen Mechanismus tritt. CD(2+) und Msh2-Msh6 Interaktionen beinhalten Cystein Sulfhydryl-Gruppen und die hohe Cd(2+):Msh2-Msh6-Verh&auml;ltnis steht in Verbindung mit anderen Liganden wie Histidin, Aspartat, Glutamat und sowie das Peptid-R&uuml;ckgrat. Unsere Studie zeigt auch, dass Kadmium ebenso mehrere unabh&auml;ngige Enzyme inaktiviert konsistent mit einem unspezifischen Mechanismus der Hemmung. Auf einer Vielzahl von Proteinen, w&uuml;rde einschlie&szlig;lich Msh2-Msh6, auf diese generischen Weise markierten Breitspektrum Cd(2+) auf biologische Prozesse erkl&auml;ren. Wir schlagen vor, dass die Anwesenheit von mehreren unspezifische Cd(2+)-Bindungsstellen auf Proteine und ihre Neigung, Konformation auf Interaktion mit Cd(2+) zu &auml;ndern sind wichtige Determinanten der die Anf&auml;lligkeit der entsprechenden biologischen Systeme f&uuml;r Kadmium Toxizit&auml;t.

Mechanismus der Kadmium-vermittelte Hemmung der Msh2-Msh6-Funktion in DNA-Mismatch-Reparatur.

L&#39;osservazione che cadmio (Msh2-Msh6, che &egrave; responsabile per l&#39;identificazione di appaiamento mismatch e altre discrepanze nel DNA, ha portato alla proposta che targeting selettivo di questa proteina e la conseguente soppressione di riparazione del DNA o apoptosi promuovere gli effetti cancerogeni del metallo pesante tossina inibisce la Cd(2+)). &Egrave; stato suggerito che Cd(2+) associazione a siti specifici su Msh2-Msh6 blocca il legame del DNA e attivit&agrave; ATPasi. Per studiare il meccanismo di inibizione, abbiamo misurato Cd(2+) associazione di Msh2-Msh6, direttamente e attraverso il monitoraggio dei cambiamenti nella struttura della proteina e l&#39;attivit&agrave; enzimatica. Raccordo globale dei dati di un modello di associazione multiligand ha rivelato che associazione di circa 100 Cd(2+) ioni per Msh2-Msh6 risultati nella sua inattivazione. Questo risultato indica che l&#39;effetto inibitorio di Cd(2+) avviene attraverso un meccanismo aspecifico. CD(2+) e Msh2-Msh6 interazioni coinvolgono gruppi sulfidrilici cisteina e il Cd(2+):Msh2 alto-Msh6 rapporto implica altri leganti quali istidina, aspartato, glutammato e la spina dorsale del peptide pure. Il nostro studio dimostra anche che il cadmio inattiva diversi enzimi estranei allo stesso modo, coerente con un meccanismo di inibizione aspecifico. Targeting di una variet&agrave; di proteine, tra cui Msh2-Msh6, in questo modo generico spiegherebbe l&#39;impatto contrassegnato ad ampio spettro di Cd(2+) sui processi biologici. Proponiamo che la presenza di pi&ugrave; siti di legame Cd(2+) aspecifici su proteine e la loro propensione a modificare la conformazione su interazione con Cd(2+) sono determinanti critici della suscettibilit&agrave; dei sistemi biologici corrispondente alla tossicit&agrave; del cadmio.

Meccanismo di inibizione mediata da cadmio funzione di Msh2-Msh6 nella riparazione del DNA mismatch.

&#x5869;&#x57FA;&#x5BFE;&#x306E;&#x30DF;&#x30B9;&#x30DE;&#x30C3;&#x30C1;&#x304A;&#x3088;&#x3073;DNA&#x306E;&#x4ED6;&#x306E;&#x4E0D;&#x4E00;&#x81F4;&#x3092;&#x8B58;&#x5225;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x8CAC;&#x4EFB;&#x304C;&#x3042;&#x308B;&#x30AB;&#x30C9;&#x30DF;&#x30A6;&#x30E0;&#xFF08;Cd&#xFF08;2 +&#xFF09;&#xFF09;&#x306F;MSH2&#x3001;MSH6&#x3092;&#x963B;&#x5BB3;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x3044;&#x3046;&#x89B3;&#x5BDF;&#x306F;&#x3001;DNA&#x4FEE;&#x5FA9;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x30A2;&#x30DD;&#x30C8;&#x30FC;&#x30B7;&#x30B9;&#x306E;&#x3053;&#x306E;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x6A19;&#x7684;&#x9078;&#x629E;&#x3068;&#x305D;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x6291;&#x5236;&#x304C;&#x4FC3;&#x9032;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x63D0;&#x6848;&#x306B;&#x3064;&#x306A;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x91CD;&#x91D1;&#x5C5E;&#x6BD2;&#x7D20;&#x306E;&#x767A;&#x304C;&#x3093;&#x6027;&#x3002;&#x305D;&#x308C;&#x304C;&#x793A;&#x5506;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;CD&#xFF08;2 +&#xFF09;MSH2&#x3001;MSH6&#x30D6;&#x30ED;&#x30C3;&#x30AF;&#x306E;DNA&#x7D50;&#x5408;&#x3068;ATPase&#x6D3B;&#x6027;&#x306E;&#x7279;&#x5B9A;&#x90E8;&#x4F4D;&#x306B;&#x7D50;&#x5408;&#x3059;&#x308B;&#x3002;&#x963B;&#x5BB3;&#x306E;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x3092;&#x8ABF;&#x3079;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x76F4;&#x63A5;&#x3001;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x9175;&#x7D20;&#x6D3B;&#x6027;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x3092;&#x76E3;&#x8996;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x3001;MSH2&#x3001;MSH6&#x306B;&#x7D50;&#x5408;&#x3059;&#x308B;&#xFF08;2 +&#xFF09;&#x306E;CD&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3057;&#x305F;&#x3002; multiligand&#x7D50;&#x5408;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3078;&#x306E;&#x30C7;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x30B0;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D0;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C3;&#x30C6;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x306F;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x4E0D;&#x6D3B;&#x5316;&#x3067;MSH2&#x3001;MSH6&#x7D50;&#x679C;&#x3054;&#x3068;&#xFF08;2 +&#xFF09;&#x7D04;100 Cd&#x306E;&#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x7D50;&#x5408;&#x304C;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x306A;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x77E5;&#x898B;&#x306F;&#x3001;Cd&#xFF08;2 +&#xFF09;&#x306E;&#x6291;&#x5236;&#x52B9;&#x679C;&#x306F;&#x975E;&#x7279;&#x7570;&#x7684;&#x306A;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066;&#x767A;&#x751F;&#x3057;&#x305F;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002; CD&#xFF08;2 +&#xFF09;&#x3068;MSH2&#x3001;MSH6&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x306F;&#x3001;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30A4;&#x30F3;&#x306E;&#x30B9;&#x30EB;&#x30D5;&#x30D2;&#x30C9;&#x30EA;&#x30EB;&#x57FA;&#x3092;&#x542B;&#x3080;&#x3001;&#x9AD8;&#x3044;CD&#xFF08;2 +&#xFF09;&#xFF1A;MSH2&#x3001;MSH6&#x6BD4;&#x3082;&#x540C;&#x69D8;&#x306B;&#x305D;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x30D2;&#x30B9;&#x30C1;&#x30B8;&#x30F3;&#x3001;&#x30A2;&#x30B9;&#x30D1;&#x30E9;&#x30AE;&#x30F3;&#x9178;&#x3001;&#x30B0;&#x30EB;&#x30BF;&#x30DF;&#x30F3;&#x9178;&#x3001;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x9AA8;&#x683C;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x4ED6;&#x306E;&#x914D;&#x4F4D;&#x5B50;&#x306E;&#x95A2;&#x4E0E;&#x304C;&#x3002;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x306F;&#x307E;&#x305F;&#x3001;&#x30AB;&#x30C9;&#x30DF;&#x30A6;&#x30E0;&#x963B;&#x5BB3;&#x306E;&#x975E;&#x7279;&#x7570;&#x7684;&#x306A;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x3068;&#x4E00;&#x81F4;&#x3057;&#x3001;&#x540C;&#x69D8;&#x306B;&#x3044;&#x304F;&#x3064;&#x304B;&#x306E;&#x7121;&#x95A2;&#x4FC2;&#x306A;&#x9175;&#x7D20;&#x3092;&#x4E0D;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x4E00;&#x822C;&#x7684;&#x306A;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3067;MSH2&#x3001;MSH6&#x542B;&#x3080;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306F;&#x3001;&#x7A2E;&#x3005;&#x306E;&#x6A19;&#x7684;&#x306F;&#x3001;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x4E0A;&#x306E;CD&#x306E;&#x30DE;&#x30FC;&#x30AF;&#x5E83;&#x57DF;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x306E;&#x5F71;&#x97FF;&#xFF08;2 +&#xFF09;&#x3092;&#x8AAC;&#x660E;&#x3059;&#x308B;&#x3067;&#x3042;&#x308D;&#x3046;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x63D0;&#x6848;&#x3059;&#x308B;&#x3001;&#x8907;&#x6570;&#x306E;&#x975E;&#x7279;&#x7570;&#x7684;&#x306A;CD&#x306E;&#x5B58;&#x5728;&#xFF08;2 +&#xFF09;&#x7D50;&#x5408;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x4E0A;&#x306E;&#x30B5;&#x30A4;&#x30C8;&#x3068;Cd&#x3068;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x306B;&#x7ACB;&#x4F53;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x5909;&#x66F4;&#x3059;&#x308B;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x50BE;&#x5411;&#x306F;&#xFF08;2 +&#xFF09;&#x6BD2;&#x6027;&#x30AB;&#x30C9;&#x30DF;&#x30A6;&#x30E0;&#x306B;&#x5BFE;&#x5FDC;&#x3059;&#x308B;&#x751F;&#x7269;&#x5B66;&#x7684;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306E;&#x611F;&#x53D7;&#x6027;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x6C7A;&#x5B9A;&#x8981;&#x56E0;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3002;

DNA&#x30DF;&#x30B9;&#x30DE;&#x30C3;&#x30C1;&#x4FEE;&#x5FA9;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;MSH2&#x3001;MSH6&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x30AB;&#x30C9;&#x30DF;&#x30A6;&#x30E0;&#x5A92;&#x4ECB;&#x963B;&#x5BB3;&#x306E;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;

&#xAD00;&#xCC30; &#xADF8; &#xCE74;&#xB4DC;&#xBBB4; (Cd(2+)) Msh2-Msh6, &#xAE30;&#xBCF8;&#xC801;&#xC778; &#xC30D; &#xBD88;&#xC77C;&#xCE58;&#xC640; &#xB2E4;&#xB978; DNA &#xBD88;&#xC77C;&#xCE58; &#xC2DD;&#xBCC4;&#xC744; &#xC8FC;&#xB3C4;&#xD558; &#xACE0; &#xC788;&#xB2E4; &#xC81C;&#xC548; DNA &#xC218;&#xB9AC;&#xC758;&#xC774; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xACFC; &#xACB0;&#xACFC; &#xC5B5;&#xC81C;&#xC758; &#xB300;&#xC0C1;&#xC73C;&#xB85C; &#xADF8; &#xC120;&#xD0DD;&#xC801; &#xB610;&#xB294; apoptosis &#xD64D;&#xBCF4; &#xC911; &#xAE08;&#xC18D; &#xB3C5; &#xC18C;&#xC758; &#xBC1C;&#xC554; &#xD6A8;&#xACFC; &#xB300; &#xD55C; &#xCC45;&#xC784;&#xC740; &#xC5B5;&#xC81C; &#xD55C;&#xB2E4;. Cd(2+) &#xBC14;&#xC778;&#xB529; Msh2 msh6&#xC5D0; &#xD2B9;&#xC815; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8;&#xB97C; &#xCC28;&#xB2E8; DNA &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xACFC; ATPase &#xD65C;&#xB3D9; &#xC81C;&#xC548; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC5B5;&#xC81C; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xC870;&#xC0AC;, &#xC9C1;&#xC811; &#xBC0F; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xAD6C;&#xC870;&#xC640; &#xD6A8;&#xC18C; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC758; &#xBCC0;&#xD654;&#xB97C; &#xBAA8;&#xB2C8;&#xD130;&#xB9C1; &#xD558; &#xC5EC; Cd(2+) &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xC744; Msh2 Msh6 &#xCE21;&#xC815; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. Multiligand &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xBAA8;&#xB378; &#xB370;&#xC774;&#xD130;&#xC758; &#xAE00;&#xB85C;&#xBC8C; &#xD53C;&#xD305; &#xADF8;&#xAC83;&#xC758; &#xBE44;&#xD65C;&#xC131;&#xD654;&#xC5D0; Msh2 Msh6 &#xACB0;&#xACFC; &#xB2F9; &#xC57D; 100 Cd(2+) &#xC774;&#xC628;&#xC758; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xC744; &#xACF5;&#xAC1C; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC774; &#xCC3E;&#xB294; &#xC77C;&#xBC18; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xD1B5;&#xD574; cd(2+)&#xC758; &#xC5B5;&#xC81C; &#xD6A8;&#xACFC;&#xAC00; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD568;&#xC744; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0C5;&#xB2C8;&#xB2E4;. Cd(2+)&#xC640; Msh2 Msh6 &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9; &#xD3EC;&#xD568; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD14C;&#xC778; sulfhydryl &#xADF8;&#xB8F9;&#xACFC; &#xB192;&#xC740; Cd(2+):Msh2-Msh6 &#xBE44;&#xC728; &#xBFD0;&#xB9CC; &#xC544;&#xB2C8;&#xB77C; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC; &#xBC31;&#xBCF8; &#xC870;&#xBBF8;&#xB8CC;, aspartate &#xD788;&#xC2A4;&#xD2F0;&#xB518; &#xB4F1; &#xB2E4;&#xB978; ligands &#xC5F0;&#xB8E8;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xB294; &#xB610;&#xD55C; &#xCE74;&#xB4DC;&#xBBB4; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xAD00;&#xACC4; &#xC5C6;&#xB294; &#xD6A8;&#xC18C;&#xB97C; &#xB9C8;&#xCC2C;&#xAC00;&#xC9C0;&#xB85C; &#xC0DD;&#xAE34;&#xB2E4; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xC800;&#xD574;&#xC758; &#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC778; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC640; &#xC77C;&#xCE58; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC744; &#xB300;&#xC0C1;&#xC73C;&#xB85C;, &#xC77C;&#xBC18; &#xC774;&#xC640;&#xC5D0;&#xC11C; Msh2 Msh6&#xB97C; &#xD3EC;&#xD568; &#xD558; &#xC5EC; &#xC124;&#xBA85;&#xD560; &#xAC83; &#xC774;&#xB2E4; Cd(2+) &#xD45C;&#xC2DC; &#xB41C; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; &#xC601;&#xD5A5; &#xC0DD;&#xBB3C; &#xD559;&#xC801; &#xACFC;&#xC815;&#xC5D0;. &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xBC0F; cd(2+)&#xC640;&#xC758; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC5D0; &#xB098; &#xB780;&#xC744; &#xBC14;&#xAFB8;&#xB824;&#xB294; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC131;&#xD5A5;&#xC5D0; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xD2B9;&#xC774; &#xD604;&#xC0C1;&#xC774; Cd(2+) &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8;&#xC758; &#xC874;&#xC7AC;&#xB294; &#xCE74;&#xB4DC;&#xBBB4; &#xB3C5;&#xC131;&#xC5D0; &#xD574;&#xB2F9; &#xC0DD;&#xBB3C; &#xD559;&#xC801; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC758; &#xBBFC;&#xAC10;&#xC131;&#xC758; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xACB0;&#xC815; &#xC694;&#xC778; &#xC81C;&#xC548; &#xD55C;&#xB2E4;.

DNA &#xBD88;&#xC77C;&#xCE58; &#xBCF5;&#xAD6C; Msh2 Msh6 &#xD568;&#xC218;&#xC758; &#xCE74;&#xB4DC;&#xBBB4; &#xC911;&#xC7AC; &#xC5B5;&#xC81C; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;.

La observaci&#xF3;n de que el Cadmio (Cd (2 +)) inhibe MSH2, MSH6, que es responsable de identificar los desajustes de pares de bases y otras discrepancias en el ADN, ha dado lugar a la propuesta de que la supresi&#xF3;n selectivo de esta prote&#xED;na y la consecuente reparaci&#xF3;n del ADN o la apoptosis promover la los efectos carcinog&#xE9;nicos de la toxina del heavy metal. Se ha sugerido que el Cd (2 +) la uni&#xF3;n a sitios espec&#xED;ficos en MSH2-MSH6 bloquea su uni&#xF3;n al ADN y las actividades ATPasa. Para investigar el mecanismo de la inhibici&#xF3;n, se midi&#xF3; Cd (2 +) la uni&#xF3;n a MSH2, MSH6, directamente y mediante el control de cambios en la estructura de la prote&#xED;na y la actividad enzim&#xE1;tica. Ajuste global de los datos a un modelo de multiligand vinculante revel&#xF3; que la uni&#xF3;n de alrededor de 100 Cd (2 +) iones por MSH2, MSH6 resultados en su inactivaci&#xF3;n. Este hallazgo indica que el efecto inhibidor de Cd (2 +) se produce a trav&#xE9;s de un mecanismo no espec&#xED;fico. Cd (2 +) y las interacciones MSH2, MSH6 participaci&#xF3;n de los grupos sulfhidrilo de ciste&#xED;na, y el CD de alta (2 +): MSH2, MSH6 relaci&#xF3;n implica otros ligandos como la histidina, aspartato, glutamato y el esqueleto del p&#xE9;ptido tambi&#xE9;n. Nuestro estudio tambi&#xE9;n muestra que el cadmio inactiva varias enzimas no relacionadas de manera similar, de acuerdo con un mecanismo de inhibici&#xF3;n no espec&#xED;fica. Focalizaci&#xF3;n de una variedad de prote&#xED;nas, incluyendo MSH2-MSH6, de esta manera gen&#xE9;rica explicar&#xED;a el marcado de amplio espectro impacto de Cd (2 +) en los procesos biol&#xF3;gicos. Proponemos que la presencia de Cd inespec&#xED;fica m&#xFA;ltiples (2 +) los sitios de uni&#xF3;n sobre las prote&#xED;nas y su propensi&#xF3;n a cambiar la conformaci&#xF3;n de la interacci&#xF3;n con Cd (2 +) son esenciales para determinar la susceptibilidad de los sistemas biol&#xF3;gicos correspondientes al cadmio toxicidad.

F. Noah Biro

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