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Mutation research20130101Vol.743-744issue()

DNAミスマッチ修復中のMSH2およびMSH6の構造的、分子的、および細胞機能

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Review
概要
Abstract

DNAミスマッチ修復(MMR)の分野は、細菌中のMuthls修復システムが発見された後、急速に拡大しました。1990年代半ばまでに、酵母と細菌MutlとMutsに対するヒトの相同体が特定され、遺伝性非毒素症の結腸直腸癌(HNPCC; Lynch症候群)への寄与が激しい調査を受けていました。ヒトMUTSホモログ6タンパク質(HMSH6)は、1995年にHMSH2のG:T結合パートナー(GTBP)として最初に報告され、HMUTSαミスマッチ結合複合体を形成しました。各DNA結合HMUTSα複合体からのシグナル伝達は、HMUTLαヘテロダイマー(HMLH1およびHPMS2)によって達成されます。個々のMMRタンパク質の分子メカニズムと細胞調節は現在、集中的な研究の領域です。このレビューでは、ミスマッチ結合に関連する分子メカニズムに焦点を当て、MUTSα、特にMSH6がMMR依存性DNA損傷反応と細胞内の他のDNA修復経路とのコミュニケーションにおける重要なタンパク質であるという新たな証拠に焦点を当てます。MSH6はMSH2の非存在下では不安定ですが、このヘテロダイマーのDNA病変結合パートナーです。MSH2ではなくMSH6は、いくつかの異なるDNA構造歪みを認識および結合し、異なる細胞応答を開始する保存されたPHE-X-GLUモチーフを持っています。HMSH6には、HMUTSαを核にシャトルするために必要な核局在シーケンスも含まれています。たとえば、O(6)MEG:T、MSH6に結合すると、このユニークなタンパク質のN末端障害ドメイン内のリン酸化の変化を伴うDNA損傷応答をトリガーします。多くの調査では、MMRに焦点を当てており、補償後のDNA修復メカニズムとして焦点を当てていますが、MMRタンパク質は細胞周期のすべての段階で発現し、活性化されています。MUTSα、特にMSH6の存在を必要とする調節細胞の役割については、さらに多くのことが発見されています。

DNAミスマッチ修復(MMR)の分野は、細菌中のMuthls修復システムが発見された後、急速に拡大しました。1990年代半ばまでに、酵母と細菌MutlとMutsに対するヒトの相同体が特定され、遺伝性非毒素症の結腸直腸癌(HNPCC; Lynch症候群)への寄与が激しい調査を受けていました。ヒトMUTSホモログ6タンパク質(HMSH6)は、1995年にHMSH2のG:T結合パートナー(GTBP)として最初に報告され、HMUTSαミスマッチ結合複合体を形成しました。各DNA結合HMUTSα複合体からのシグナル伝達は、HMUTLαヘテロダイマー(HMLH1およびHPMS2)によって達成されます。個々のMMRタンパク質の分子メカニズムと細胞調節は現在、集中的な研究の領域です。このレビューでは、ミスマッチ結合に関連する分子メカニズムに焦点を当て、MUTSα、特にMSH6がMMR依存性DNA損傷反応と細胞内の他のDNA修復経路とのコミュニケーションにおける重要なタンパク質であるという新たな証拠に焦点を当てます。MSH6はMSH2の非存在下では不安定ですが、このヘテロダイマーのDNA病変結合パートナーです。MSH2ではなくMSH6は、いくつかの異なるDNA構造歪みを認識および結合し、異なる細胞応答を開始する保存されたPHE-X-GLUモチーフを持っています。HMSH6には、HMUTSαを核にシャトルするために必要な核局在シーケンスも含まれています。たとえば、O(6)MEG:T、MSH6に結合すると、このユニークなタンパク質のN末端障害ドメイン内のリン酸化の変化を伴うDNA損傷応答をトリガーします。多くの調査では、MMRに焦点を当てており、補償後のDNA修復メカニズムとして焦点を当てていますが、MMRタンパク質は細胞周期のすべての段階で発現し、活性化されています。MUTSα、特にMSH6の存在を必要とする調節細胞の役割については、さらに多くのことが発見されています。

The field of DNA mismatch repair (MMR) has rapidly expanded after the discovery of the MutHLS repair system in bacteria. By the mid 1990s yeast and human homologues to bacterial MutL and MutS had been identified and their contribution to hereditary non-polyposis colorectal cancer (HNPCC; Lynch syndrome) was under intense investigation. The human MutS homologue 6 protein (hMSH6), was first reported in 1995 as a G:T binding partner (GTBP) of hMSH2, forming the hMutSα mismatch-binding complex. Signal transduction from each DNA-bound hMutSα complex is accomplished by the hMutLα heterodimer (hMLH1 and hPMS2). Molecular mechanisms and cellular regulation of individual MMR proteins are now areas of intensive research. This review will focus on molecular mechanisms associated with mismatch binding, as well as emerging evidence that MutSα, and in particular, MSH6, is a key protein in MMR-dependent DNA damage response and communication with other DNA repair pathways within the cell. MSH6 is unstable in the absence of MSH2, however it is the DNA lesion-binding partner of this heterodimer. MSH6, but not MSH2, has a conserved Phe-X-Glu motif that recognizes and binds several different DNA structural distortions, initiating different cellular responses. hMSH6 also contains the nuclear localization sequences required to shuttle hMutSα into the nucleus. For example, upon binding to O(6)meG:T, MSH6 triggers a DNA damage response that involves altered phosphorylation within the N-terminal disordered domain of this unique protein. While many investigations have focused on MMR as a post-replication DNA repair mechanism, MMR proteins are expressed and active in all phases of the cell cycle. There is much more to be discovered about regulatory cellular roles that require the presence of MutSα and, in particular, MSH6.

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