一項新的研究揭示出一種保守性的酶組分Zf-GRF結構域的功能。它是DNA修復過程期間操縱DNA所必需的一種關鍵性的分子組分。

活的有機體的DNA需要經常性的維護。每個細胞處于一種受到激烈圍攻的狀態，這是因為大量的活性氧化合物和離子經常攻擊和破壞這個細胞的有機分子，特別是它的DNA。據估計，每個細胞每天發生的DNA氧化損傷超過1萬次。

為了讓生命在這個分子戰場中存活下來，分子對策已進化出，在它們當中，一系列復合物分子檢測DNA分子中遭受到氧化損傷的區域，隨后多種修復分子靶向這些區域，并且進行一系列復雜的分子工程操作以便修復這些區域。然而，負責識別和修復DNA損傷的復雜分子組裝體的詳細工作機制尚未*查明。

一種特異性的被稱作Zf-GRF結構域的蛋白結構是APE2（一種DNA修復與DNA損傷反應酶）的一種神秘的組分，并且也經常存在于許多其他的DNA維護分子中。這種新的研究發現表明Zf-GRF發揮著一種至關重要的DNA結合功能，協助酶與單鏈DNA正確地對齊。相關研究結果于2016年12月27日在線發表在PNAS期刊上，論文標題為“APE2 Zf-GRF facilitates 3′-5′ resection of DNA damage following oxidative stress”。

美國北卡羅來納大學夏洛特分校生物科學系Shan Yan說，“我們研究了APE2：它在修復遭受氧化應激后的DNA中發揮著重要作用。這種酶并未得到很好的理解，但是它在針對DNA氧化損傷作出的細胞反應中發揮著至關重要的作用，因此我們一直試圖理解這種酶的結構和功能。”

他說，“APE2具有不同的結構域，其中人們了解zui少的一種結構域是Zf-GRF。如今，我們成功地描述了這種結構域。我們發現它的功能是特異性地與單鏈DNA相互作用。如果這種結構域沒有結合到單鏈DNA上，那么APE2不會提高它的催化活性，而且它就不能夠沿著這條DNA單鏈以正確的3'→5'方向向前移動。”

Yan注意到，Zf-GRF結構域也在幾種其他的蛋白中發現到。在所有情形下，它具有一種“爪狀”結構，以及圍繞著一個鋅離子的其他蛋白組分。這些蛋白組分在所有情形下幾乎是一樣的，或者說“高度保守的”。

“盡管它是一種非常小的結構域（大約50個氨基酸），但是它在進化上是高度保守的。這種酶結構域在很多物種中是相同的，這提示著它發揮著重要的作用。它不僅在APE2中發現，而且也在很多其他的酶---包括拓撲異構酶3α和NEIL3等DNA代謝酶---中發現。我們的發現能夠用于未來針對這些蛋白的研究中。”

美國國家衛生研究院下屬國家環境健康科學研究所基因組完整性與結構生物學實驗室科學家R. Scott Williams注意到，Zf-GRF結構的普遍性和統一性是可以解釋的，這是因為這種分子組分在控制酶活性中發揮著一種非常有用的和關鍵性的作用。APE2的DNA加工活性是激活“細胞檢查點”所必需的：當檢測到DNA損傷時，細胞檢查點就會發出警報，有助阻止進一步的損傷發生，從而使得細胞有機會修復這些有害的損傷。如果保持在一種不加修復和不發出警報的狀態，那么這種DNA氧化損傷是癌癥發展和其他疾病的一種重要的推手。