DNAリガーゼI忠実度は、塩基切除修復におけるPolβ酸化およびミスマッチヌクレオチド挿入生成の変異原性の結紮を仲介します

DNAリガーゼI（LIG1）は、DNAポリメラーゼ（POL）βギャップ充填DNA合成の後の最後のニックシールステップで、塩基切除修復（BER）経路を完成させます。ただし、LIG1フィデリティがBER経路の最終段階での修復中間体の忠実な基質製品チャネリングとライゲーションを媒介するメカニズムは不明のままです。以前に、Polβ8-Oxo-2'-デオキシリボヌクレオシド5'-トリリン酸挿入がLig1を混乱させ、5'-アデニル酸ブロックを持つライゲーション障害生成物の形成につながることを以前に報告しました。ここでは、in vitroで再構成されたBERアッセイを使用して、Polβ8-Oxo-2'-デオキシリボヌクレオシド5'-トリホスホ酸挿入生成物の変異原性結紮と、Polβワトソン - クリック様Dg：Tミスマッチ挿入の非効率的なライゲーションを報告します。混乱した忠実度（E346A/E592A）のLig1変異体。さらに、我々の結果は、3'-8-oxodgまたはミスマッチが事前に挿入されたニック付き修復中間体のLig1の基質識別またはミスマッチが、E346およびE592残基の両方での変異によって支配されていることを明らかにしています。最後に、代償性DNAエンドプロセシング酵素としてのアプタキシンおよびフラップエンドヌクレアーゼ1は、3'-8-オキソッドを抱える中絶ライゲーション製品または12の可能な非標準塩基対を抱える5'-アデニル酸ブロックを除去できることがわかりました。これらの発見は、忠実なBERの重要な決定要因としてのLIG1の役割の理解と、多重タンパク質複合体（Lig1、Polβ、アプラタキシン、およびフラップエンドヌクレアーゼ1）が、損傷または誤った変異体の中間体の形成を防ぐために調整できる方法に貢献しています。BER経路の下流のステップで終了します。

DNA ligase I (LIG1) completes the base excision repair (BER) pathway at the last nick-sealing step after DNA polymerase (pol) β gap-filling DNA synthesis. However, the mechanism by which LIG1 fidelity mediates the faithful substrate-product channeling and ligation of repair intermediates at the final steps of the BER pathway remains unclear. We previously reported that pol β 8-oxo-2'-deoxyribonucleoside 5'-triphosphate insertion confounds LIG1, leading to the formation of ligation failure products with a 5'-adenylate block. Here, using reconstituted BER assays in vitro, we report the mutagenic ligation of pol β 8-oxo-2'-deoxyribonucleoside 5'-triphosphate insertion products and an inefficient ligation of pol β Watson-Crick-like dG:T mismatch insertion by the LIG1 mutant with a perturbed fidelity (E346A/E592A). Moreover, our results reveal that the substrate discrimination of LIG1 for the nicked repair intermediates with preinserted 3'-8-oxodG or mismatches is governed by mutations at both E346 and E592 residues. Finally, we found that aprataxin and flap endonuclease 1, as compensatory DNA-end processing enzymes, can remove the 5'-adenylate block from the abortive ligation products harboring 3'-8-oxodG or the 12 possible noncanonical base pairs. These findings contribute to the understanding of the role of LIG1 as an important determinant in faithful BER and how a multiprotein complex (LIG1, pol β, aprataxin, and flap endonuclease 1) can coordinate to prevent the formation of mutagenic repair intermediates with damaged or mismatched ends at the downstream steps of the BER pathway.