Project R-12268

Substraat-afhankelijk conformationeel landschap van menselijke DNA ligasen (Onderzoek)

DNA ligasen katalyseren de vorming van fosfodiesters op de DNA ruggengraat en zijn daarom essentiële enzymen voor het DNA metabolisme, zoals tijdens replicatie en reparatie. Eerder onderzoek loste de geconserveerde modulaire kernstructuur van DNA ligasen op en impliceerde dat er grote conformatieveranderingen plaatsvinden tijdens de katalytische cyclus van DNA ligasen. Het is echter onbekend hoe de flexibiliteit van eiwitten de enzymatische turn-over snelheid en hun vermogen om een set van substraatstructuren te engageren regelt. In dit project zal ik de hypothese testen dat de structurele dynamiek van DNA ligasen de substraatselectiviteit en de enzymafwisselingssnelheid bepaalt, gebruik makend van single-molecule FRET (smFRET) en DNA origami-getetherde substraten. Fluorescent gelabeld substraat DNA wordt gebruikt om de dynamiek van strengbreuk probing door alle humane DNA ligasen te onderzoeken. Strategisch gelabeld menselijk DNA ligase III eiwit zal vervolgens gebruikt worden als model om het conformatie-landschap van DNA ligasen vast te leggen. Dit project zal de relatie ophelderen tussen structurele dynamica van humane DNA ligasen en hun enzymatische activiteit om hun werking in verschillende cellulaire contexten te begrijpen. Naast fundamentele inzichten, kan de verworven kennis over de conformatie van DNA ligasen het begrijpen van ziektemechanismen en de ontwikkeling van specifieke inhibitoren voor gerichte kankertherapie vergemakkelijken.

01 november 2021 - 31 oktober 2023