Мутационный и кинетический анализ эндорибонуклеазной активности АРЕ1

Апуриновая/апиримдиновая эндонуклеаза 1 человека (APE1) крайне важна для нормального функционирования организма, так как участвует в системе репарации ДНК. Основной биологической функцией APE1 считается Mg2+-зависимый гидролиз АР-сайтов в ДНК. На основе структурных данных, кинетических исследований и мутационного анализа в настоящее время установлены ключевые этапы взаимодействия APE1 с поврежденной ДНК. Недавно показано, что APE1 выступает в качестве эндорибонуклеазы, которая может катализировать гидролиз мРНК по некоторым пиримидин-пуриновым сайтам и тем самым контролировать уровень определенных транскриптов. Известно, что для реализации эндорибонуклеазной активности APE1 не требуется присутствия ионов Mg2+, как в случае АР-эндонуклеазной активности, что свидетельствует о различиях в механизмах катализа в случаях РНК- и ДНК-субстратов, однако причины этих различий пока до конца не выяснены. Нами исследован эндорибонуклеазный гидролиз модельных РНК-субстратов ферментом APE1 дикого типа и мутантными формами, содержащими замены аминокислотных остатков активного центра: Y171F, R177F, R181A, D210N, N212A, T268D, M270A и D308A. Показано, что замена остатков Asn212, Asp210 и Tyr171 приводит к потере только АР-эндонуклеазной активности с сохранением эндорибонуклеазной, T268D и M270A ‒ к потере специфичности фермента к пиримидин-пуриновым последовательностям, Arg177 и Arg181 незначительно влияет на активность АРЕ1, в то время как D308A приводит к снижению эндорибонуклеазной активности фермента.