两种 OGG1 调节剂均减少了 KBrO 3 诱导的 AP 位点(图 2G),我们发现 TH5487 的 DNA 链断裂(γH2AX)更少(图 2H),表明 OGG1 糖基化酶活性受损会导致 AP 位点数量减少。相反,我们发现 TH10785 的 DNA 链断裂(γH2AX)更多(图 2H),证实 TH10785 在细胞中的催化活性会导致 DNA 链断裂。总之,这些结果表明 TH10785 激活的 OGG1 具有新的细胞作用,即比 8-oxoG 更倾向于 AP 位点。接下来,我们测试了 TH10785 在细胞中诱导 β,δ 消除的程度。我们假设同时刺激 β,δ-消除和阻断 PNKP1 活性应会使系统因未修复的 DNA 单链断裂而超载(图 1A)。因此,在单独暴露于 OGG1 抑制剂或激活剂(图 3A、图 S26)和类似化合物(表 S6 和图 3B)或与 PNKP1i 联合使用的 U2OS 细胞中,使用标记物 γH2AX 和 53BP1 通过 IF 测量 DDR。我们发现 PNKP1 抑制剂只有与引起体外 β,δ-裂解酶活性的 OGG1 激活剂联合使用时才会诱导强 DDR。为了评估这种因果关系,我们使用 RNA 测序监测转录变化,发现 PNKP1i 与 TH10785 联合使用(而非单独使用)会诱导识别和修复 DNA 双链断裂的关键参与者的转录显着上调(图 3C)。此外,TH10785 与 PNKP1 抑制相结合时细胞活力降低,但 TH5487 则不会降低(图 3D 和 3E)。这些结果表明,TH10785 激活 OGG1 β,δ-裂解酶活性在体外和细胞内均会发生,并且 PNKP1 对于避免 DNA 损伤的积累和随之而来的细胞死亡至关重要。总之,我们提出了一种新概念,即通过酶导向的小分子催化剂诱导 OGG1 β,δ-裂解酶活性,结合到酶的活性位点(图 3F、S27 和 S28)。TH10785 的存在引起的新催化功能更倾向于 AP 位点而不是 8-oxoG,并在体外和细胞内产生 PNKP1 依赖性。改善或重新规划处理氧化性DNA损伤的修复途径对许多疾病(如炎症、癌症、阿尔茨海默氏症或衰老)具有重要意义,这里概述的概念允许以新的方式控制和重新规划修复途径(24)。
主要关键词