Post-Translational Modification of MRE11: Its Implication in DDR and Diseases

doi:10.3390/genes12081158

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.2021年7月28日；12(8):1158.

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MRE11的翻译后修饰及其在DDR和疾病中的意义

陆瑞庆¹, 韩章（Han Zhang）², 江一南¹, 王兆琦^三 4, 李涛太阳⁵, 周忠伟¹

附属公司

¹中山大学医学院，深圳518107，中国。
²中国医学科学院医学生物学研究所、北京协和医学院；中国昆明650118。
^三莱布尼茨Aging-Fritz-Lipmann研究所（FLI），07745 Jena，Germany。
⁴德国耶拿Friedrich-Schiller-University of Jena生物科学学院，邮编07745。
⁵中山大学公共卫生学院（深圳），深圳518107，中国。

PMID： 34440334
预防性维修识别码：第8392716页
内政部： 10.3390/发电机12081158

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MRE11的翻译后修饰及其在DDR和疾病中的意义

陆瑞庆等。基因（巴塞尔）. 2021.

.2021年7月28日；12(8):1158.

doi:10.3390/genes12081158。

作者

陆瑞庆¹, 韩章（Han Zhang）², 江一南¹, 王兆琦^三 4, 李涛太阳⁵, 周忠伟¹

附属公司

¹中山大学医学院，深圳518107，中国。
²中国医学科学院医学生物学研究所、北京协和医学院；中国昆明650118。
^三莱布尼茨Aging-Fritz-Lipmann研究所（FLI），07745 Jena，Germany。
⁴耶拿弗里德里希·席勒大学生物科学学院，德国耶拿07745。
⁵中山大学公共卫生学院（深圳），深圳518107，中国。

PMID： 34440334
预防性维修识别码： PMC8392716号
内政部： 10.3390/发电机12081158

摘要

保持基因组的稳定性对细胞和个体生物体都至关重要。减数分裂重组相关基因MRE11型（减数分裂重组11）在切割断裂的DNA末端、DNA损伤反应（DDR）、DNA双链断裂（DSB）修复和端粒维护中发挥重要作用，因此对于保持基因组稳定性至关重要。翻译后修饰（PTM），如磷酸化、泛素化和甲基化，直接调节MRE11的功能，并赋予MRE11以及时、准确和更多样化的方式响应细胞过程的能力。在本文中，我们主要关注MRE11的PTM及其在DNA反应和修复、维持基因组稳定性以及与癌症等疾病的关联中的作用。

关键词：DDR；MRE11；PTM；疾病。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数字

图1
MRE11的生物学功能。(A类)MRE11参与减数分裂，去除具有内切酶活性的Spo11。(B类)MRE11参与整个DNA损伤反应，包括DSB识别、信号传递和修复。(C)CSR和V（D）J复合。(D类)复制分支的稳定性。(E类)稳定端粒。(F类)去除有毒DNA加合物。(**G公司**)病毒目标。CSR，类开关复合；V（D）J、V（可变）、D（多样性）、J（连接）基因；RF，复制分叉；HR，同源修复；NHEJ，非同源端接；DSB，DNA双链断裂。

图2
MRE11的关键结构域和突变。(A类)人类遗传病MRE11的关键结构域和突变位点。(B类)MRE11中的两个SUMO相互作用基序（SIM1和SIM2）*酿酒酵母*优先与多-SUMO链相互作用。PMA，进行性肌阵挛性共济失调；奈梅亨断裂综合征样疾病；A-TLD，共济失调-扩张样疾病；NC，核酸酶核心；DBD，DNA结合域；GAR、甘氨酸和精氨酸富集区；NIR，NBS1相互作用区；RBD、RAD50结合结构域；del，删除；星号（*）表示终止密码子；等号（=）表示同义突变；fs*4表示终止密码子是移码突变后的第四个氨基酸。

图3
PTM位于MRE11上。MRE11的已验证和潜在PTM位点。功能不明确的PTM站点用蓝线标记；具有验证功能的PTM站点用红线标记。第一条显示MRE11的磷酸化位点(A类); MRE11的中间泛素化、SUMO化、UFMylation和乙酰化分别用蓝色、黄色、绿色和红色圆圈表示(B类); MRE11的甲基化PTM位点如第三条所示(C). SQ/TQ、Ser-Gln（SQ）和Thr-Gln（TQ）。

图4
MRE11磷酸化的影响。(A类)MRE11磷酸化对DNA亲和力、HR、NHEJ、细胞周期检查点和纺锤体形成的影响。(B类)异常磷酸化导致肿瘤发生。HR，同源修复；NHEJ，非同源端接；DSB，DNA双链断裂。

图5
MRE11泛素化和泛素样修饰的作用。(A类)MRE11泛素化和SUMO化的影响。MRE11泛素化通过蛋白酶体促进UBQLN4介导的降解，SUMO-MRE11被腺病毒靶向。(B类)MRE11 UFMylation的影响。MRE11 UFMylation促进MRN复合物的形成和DNA修复。HR，同源修复。

图6
MRE11甲基化的影响。(A类)精氨酸的不对称甲基化和对称甲基化。(B类)MRE11甲基化的作用，包括调节核酸外切酶活性、形成DNA修复灶、促进alt NHEJ、调节细胞周期检查点、维持正常的染色体形态、ATR的信号传导等。注意，（3）alt NHEJ的图像显示了简化的进展，与典型的NHEJ不同。

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