抽象的解旋酶利用三磷酸核苷酸(NTP)水解沿单链核酸(NA)易位并放开双链体。在细胞中,解旋酶在其他NA相关蛋白(如单链DNA结合蛋白)的背景下起作用。这种遭遇调节了解旋酶功能,尽管潜在的机制在很大程度上未知。甲状腺酸虫甲状腺酸性色素D组D(XPD)解旋酶是理解超家族2B解旋酶的分子机制的模型,并且其活性通过认知单链单链DNA DNA的DNA结合蛋白重复蛋白A 2(RPA2)增强。在这里,在RPA2存在下,单个XPD解旋酶的放松活性的光学陷阱测量揭示了一种机制,在该机制中,XPD在两个具有不同过程的状态之间互动,并且瞬态RPA2相互作用稳定了更为方便的状态,从而激活了XPD中的潜在“过程开关”。XPD上调节DNA结合位点的点突变类似地激活了此开关。这些发现提供了对辅助蛋白调节解旋酶调节机制的新见解。
已经对CSB的所有这些特征进行了研究,主要采用了各种CS,中国仓鼠卵巢和小鼠模型衍生的原代细胞的患者的皮肤纤维细胞。单型细胞系通常非常适合初始基因功能分析和结构 - 功能关系研究,但无法完全说明多功能蛋白(例如具有多系统表现的CSB)的影响。在1997年,描述了CS的第一个小鼠模型[17],从而可以研究受影响组织和整个生物体研究的原代细胞。从那时起,已经建立了所有CS相关基因,CSB,CSA,XPB,XPD和XPG的小鼠模型[18-22]。CS小鼠模型(XPG除外)通常发挥轻度的CS表型,其体重,紫外线敏感性,轻度神经退行性变化以及皮肤肿瘤发生的令人惊讶的增加,在CS的人类患者中找不到症结。对于严重CS的建模,CSA-或CSB-有效的小鼠可以与缺少TC-NER机械基因的小鼠交叉,例如XPA或XPC [19,23]。
含有假定的 G-四链体形成序列的寡核苷酸(PQS;G ≥ 3 N x G ≥ 3 N x G ≥ 3 N x G ≥ 3)在阳离子存在下的生理缓冲条件下(Bochman 等人,2012 年)。由于其高热力学稳定性,组装的 G4 需要通过酶促分解。已经开发出体外用于监测 G4 形成的方法(Balasubramanian 等人,2011 年;Bryan 和 Baumann,2011 年)。使用这些方法已经证明了分解 G4 的酶活性。这些酶包括具有 G4 结合和解旋活性的 DNA 解旋酶,例如 BLM、WRN、PIF1、FANCJ、XPD、DNA2 和 RTEL1(Bochman 等人,2012 年;Maizels,2015 年)。使用计算机分析或荧光成像、免疫沉淀或 pull-down 实验来预测体内 G4 的形成,使用有价值的工具 - 例如特异性识别 G4 的免疫球蛋白和单链可变片段 (scFv) (Henderson 等人,2013)、G4 结合化合物 (Mendoza 等人,2016) 或 G4 结合蛋白 (Maizels,2015)。使用这些工具,可以通过免疫沉淀或针对纯化的基因组 DNA 或染色质的 pull-down 来识别 G4 位点,并且这些位点中的很大一部分重现了 PQS (Chambers 等人,2015;Hänsel-Hertsch 等人,2016;Lam 等人,2013;Muller 等人,2010)。 PQS 在基因的调控区(例如启动子、内含子或非翻译区 [UTR])中过度表达,包括致癌基因、重复区(例如端粒和 rDNA)和复制起点 (Maizels & Gray, 2013 )。使用抗体在人类细胞中进行的全基因组 G4 映射揭示了 G4 存在于基因调控区和端粒中 (Hänsel-Hertsch et al., 2016 ; Liu et al., 2016 )。许多 G4 被映射在转录起始位点周围,G4 形成的频率与相应基因的转录水平呈正相关 (Spiegel et al., 2021 ; Zheng et al., 2020 )。使用抗体对 G4-DNA 进行荧光标记,显示细胞核或染色体上存在颗粒状信号;一些信号位于端粒或着丝粒上 (Biffi et al., 2013; Henderson et al., 2013)。使用荧光标记化合物对 G4- DNA 进行可视化,可显示位于核仁中的较大信号,以及位于细胞核中的一些较小信号 (Rodriguez et al., 2012),或整个细胞核中均匀分布的信号 (Shivalingam et al., 2015)。然而,人们对使用体内成像获得的许多未表征信号的亚细胞或基因组位置了解甚少。越来越多的证据表明,在基因体内或周围形成的 G4 通过促进或抑制转录来调节基因活性 (Bochman et al., 2012; Mendoza et al., 2016)。尽管具有这些生物学含义,但 G4 在空间上阻碍了 DNA 复制和转录 (Bochman et al., 2012; Maizels, 2015)。这些生物事件的拖延会增加基因毒性损害的风险;G4 结构清除不足可能